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 CeMM Studie gibt Einblick in die Funktionsweise eines wichtigen Genregulators
01.06.2020 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen
29.05.2020 | Universität Heidelberg

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

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

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

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