Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Innenohr ist ein Kompass für die Ausbreitung des Menschen

04.04.2018

Das Innenohr des modernen Menschen unterscheidet sich leicht zwischen verschiedenen Populationen. Aus diesen Formunterschieden lassen sich Erkenntnisse über die globale Ausbreitung des Menschen von Afrika aus ableiten, wie UZH-Paläoanthropologen belegen.

Die Ausbreitung des Menschen von Afrika aus über die ganze Welt kann anhand genetischer und morphologischer Analysen belegt werden. Allerdings lassen morphologische Daten des Schädels und Skeletts oft nur bedingt Rückschlüsse auf das geographische Ausbreitungsmuster zu, vor allem wegen der vielfältigen Anpassungen des menschlichen Skeletts an die örtlichen Umweltbedingungen.


Das Innenohr weist feine Formunterschiede zwischen verschiedenen Populationen auf.

©Marcia Ponce de León, Christoph Zollikofer

Nun zeigt ein internationales Forscherteam unter der Leitung von UZH-Paläoanthropologen, dass die Morphologie des Innenohrs ein geeigneter Indikator für die Populationsgeschichte und Ausbreitung des Menschen ist.

Formunterschiede innerhalb einer Population grösser

Wie bei allen Wirbeltieren ist auch beim Menschen der Gehör- und Gleichgewichtssinn in einem Hohlraumsystem in der Schädelbasis enthalten, dem knöchernen Labyrinth des Innenohrs. Die Forscherinnen und Forscher untersuchten die Labyrinthstrukturen in menschlichen Populationen von Süd- und Nordafrika über Europa, Asien, Australien und Amerika bis nach Patagonien. Mittels Mikro-Computertomographie konnten sie die dreidimensionalen Daten des knöchernen Labyrinths zerstörungsfrei erfassen.

Dabei zeigte sich, dass die Form des Labyrinths stark variiert: Die Variation innerhalb einer Population ist bedeutend grösser als die Variation zwischen Populationen. «Dieses typisch menschliche Variationsmuster ist auch von genetischen Vergleichsdaten bekannt. Es zeigt, dass alle Menschen sehr nahe miteinander verwandt sind und ihre Wurzeln in Afrika haben», erläutert UZH-Anthropologin Marcia Ponce de León.

Morphologie des Labyrinths korreliert mit Ausbreitungsdistanz zu Afrika

Das Team fand weiter heraus, dass die dreidimensionale Form des Labyrinths wichtige Informationen über die globale Ausbreitung des Menschen vom afrikanischen Kontinent aus enthält. Je weiter eine Population geographisch von Südafrika entfernt ist, desto mehr unterscheidet sie sich in der Form des Labyrinths von südafrikanischen Populationen. Überdies stimmen die Labyrinth-Daten mit jenen von DNA-Untersuchungen überein, die zeigen, dass die genetische Distanz mit der geographischen Distanz zu Afrika zunimmt.

Rückschlüsse auf innerkontinentale Ausbreitungsgeschichte

Die Labyrinth-Daten lassen auch Schlüsse auf Populationsbewegungen innerhalb der Kontinente zu. So ist etwa die Labyrinth-Form von prähistorischen Populationen auf den Sunda-Inseln (Indonesien) ähnlich zu jener der Ureinwohner von Papua und Australien, während die heutige Bevölkerung grösstenteils aus dem malaiischen Archipel zugewandert ist. Andererseits lässt sich aus dem Labyrinth ablesen, dass die heutigen Europäer und Japaner ihre Vorfahren mehrheitlich in den jeweiligen lokalen Bevölkerungen der Jungsteinzeit haben.

Zufällige Erbgutveränderungen wirken sich funktionell nicht aus

Die neuen Resultate überraschen, weil bisher angenommen wurde, dass die Form des Labyrinths hauptsächlich durch seine Funktion bestimmt wird. Nun zeigt sich, dass trotz sehr hoher funktioneller Anforderungen an Gleichgewichts- und Hörsinn die Natur eine erstaunlich weite Variation des Labyrinths zulässt. «Dies beruht wohl auf zufälligen Veränderungen im Erbgut. Solche Veränderungen haben funktionell wenig bis keine Konsequenzen, aber die damit einhergehenden strukturellen Veränderungen sind ein Dokument der menschlichen Ausbreitungs- und Evolutionsgeschichte», resümiert Letztautor Christoph Zollikofer, Professor für Anthropologie an der UZH.

Computertomographische Erfassung soll der DNA-Extraktion vorausgehen

Der kompakte Knochen, der das Labyrinth umgibt, ist auch für die Paläogenetik interessant, da er grosse DNA-Mengen enthält. Hier besteht ein akuter Interessenkonflikt: Während computertomographische Untersuchungen nicht-invasiv sind, wird bei der DNA-Gewinnung das Labyrinth zerstört. «Die Paläogenetik ist ein rasant wachsendes Forschungsgebiet, und es wurden bereits hunderte Labyrinthe aus archäologischen Skelettsammlungen ohne vorgängige Dokumentation zu Knochenstaub zermahlen», so Christoph Zollikofer. Das Forschungsteam setzt sich deshalb dafür ein, dass routinemässig computertomographische Daten erfasst werden, bevor Knochen für die DNA-Extraktion freigegeben werden. «Diese Daten bilden ein unersetzliches Archiv der Geschichte von fossilen und heutigen menschlichen Populationen», schliesst Marcia Ponce de León.

Literatur:

Marcia S. Ponce de León, Toetik Koesbardiati, John David Weissmann, Marco Milella, Carlos S. Reyna-Blanco, Gen Suwa, Osamu Kondo, Anna-Sapfo Malaspinas, Tim D. White, and Christoph P. E. Zollikofer. Human bony labyrinth is an indicator of population history and dispersal from Africa. PNAS. April 2, 2018. Doi: 10.1073/pnas.1717873115


Kontakt:
Prof. Christoph Zollikofer
Anthropologisches Institut und Museum
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 54 27
E-Mail: zolli@aim.uzh.ch

Media Relations
Universität Zürich
Tel. +41 44 634 44 67
E-Mail: mediarelations@kommunikation.uzh.ch

Weitere Informationen:

http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2018/Formunterschiede-Innenohr.htm...

Nathalie Huber | Universität Zürich

Weitere Berichte zu: Innenohr Kompass Morphologie Paläogenetik Population Zollikofer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Demographie beeinflusst Brutfürsorge bei Regenpfeifern
25.04.2018 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns
24.04.2018 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Demographie beeinflusst Brutfürsorge bei Regenpfeifern

25.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Zukunft des Fliegens auf dem Prüfstand

25.04.2018 | Maschinenbau

Rittal digitalisiert Fertigung - Produktion weltweit nach Industrie 4.0

25.04.2018 | HANNOVER MESSE

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics