Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Starke positive Selektion hat Aussehen der Europäer in den letzten 5.000 Jahren verändert

11.03.2014

Alte DNA aus archäologischen Skeletten belegt dunklere Pigmentierung von Haut, Haaren und Augen bei europäischen Vorfahren

Die Frage nach den das menschliche Genom seit dem Ende der Eiszeit verändernden Faktoren ist Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Studien.


Blick in einen Grabhügel nahe der Stadt Kirovograd in der Ukraine mit einem 5.000 Jahre alten Skelett der Jamnajakultur

(Foto: Alla V. Nikolova)

Jetzt haben Anthropologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und vom University College London (UCL) gemeinsam mit Archäologen aus Berlin und Kiew mithilfe alter DNA aus Skeletten den Nachweis erbracht, dass auch noch in den letzten 5.000 Jahren starke Selektionskräfte auf das menschliche Genom gewirkt haben, die das Erscheinungsbild der Menschen nachhaltig beeinflussten. Die Ergebnisse der aktuellen Untersuchungen sind soeben im Artikel „Direct evidence for positive selection of skin, hair, and eye pigmentation in Europeans during the last 5,000 years“ in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen.

Bisher versuchten Anthropologen, derartige Selektionssignale aus bestimmten Strukturen in den Genomen heutiger Europäer abzuleiten. Der neue Ansatz der Mainzer und Londoner Wissenschaftler analysiert alte DNA aus archäologischen Skeletten und vergleicht die prähistorischen Daten in Computersimulationen mit denen heutiger Europäer. Lassen sich vorgefundene Veränderungen nicht durch die normale, generationenübergreifende Zufallsverteilung von Merkmalen erklären, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass positive Selektion gewirkt hat, dass sich also eine bestimmte Mutation in der Population ausgebreitet hat.

Sandra Wilde aus der Arbeitsgruppe Palaeogenetik am Institut für Anthropologie der JGU fielen in ihren Untersuchungen unter einer Reihe genetischer Markern immer wieder diejenigen auf, die mit der Pigmentierung von Haut, Haaren und Augen in Zusammenhang stehen. „Dabei waren die prähistorischen Individuen im Durchschnitt dunkler als ihre Nachfahren“, so Wilde, Erstautorin der PNAS-Studie. „Dies ist besonders bemerkenswert, da die menschliche Evolution über Jahrhunderttausende eigentlich einen dunklen Phänotyp geprägt hatte. Alle unsere frühen Vorfahren waren dunkel.” Doch das änderte sich, als der Mensch vor etwa 50.000 Jahren begann, die nördliche Hemisphäre zu besiedeln.

„Gerade in Europa finden wir eine sehr hohe Variabilität von Pigmentierung”, ergänzt Co-Autorin Dr. Karola Kirsanow, die ebenfalls in der Mainzer Arbeitsgruppe Palaeogenetik forscht. „Dennoch hatten wir nicht damit gerechnet, dass die Selektion in den letzten Jahrtausenden noch so stark war.” In der Tat sind die Selektionssignale, die die Mainzer Palaeogenetiker und ihre Kollegen vom University College London festgestellt haben, vergleichbar mit denen für Malariaresistenz oder Laktasepersistenz und gehören zu den stärksten, die je in menschlichen Genomen festgestellt wurden. Die Autoren sehen hierfür mehrere Erklärungsmöglichkeiten:

„Die naheliegendste ist die Anpassung an die verminderte Sonneneinstrahlung im Norden“, so Prof. Mark Thomas vom University College in London, Korrespondenzautor der Studie. „Die meisten Menschen generieren Vitamin D über die Haut infolge von UV-Exposition. In den nördlichen Breiten wäre das mit dunkler Haut aber weniger effizient gewesen. Da die Menschen hier auch weniger Vitamin D mit der Nahrung aufnahmen, war hellere Haut die vielleicht beste Option.“

„Allerdings erklärt dies nicht die Notwendigkeit einer Veränderung der Haar- und Augenfarbe”, so Wilde. „Es mag aber durchaus sein, dass ein veränderter Phänotyp, also die hellere Haar- und Augenfarbe, als Signal von Gruppenzugehörigkeit gesehen wurde und sich auf die selektive Partnerwahl ausgewirkt hat”. Diese sogenannte sexuelle Selektion ist im Tierreich durchaus üblich und war vielleicht auch eine treibende Kraft der Evolution des Menschen in den letzten Jahrtausenden.

„Eigentlich wollten wir die Variabilität im Genom des Menschen durch räumliche und zeitliche Dynamiken von Bevölkerungen, etwa durch Migrationen, erklären. Positive Selektion im engeren Sinne halten wir für eine Ausnahme. Doch fallen immer wieder die Laktasepersistenz, also die Fähigkeit, Milchzucker im Erwachsenenalter verdauen zu können, und die Pigmentierungsgene mit ihren überraschend hohen Selektionsfaktoren auf“, fügt Univ.-Prof. Dr. Joachim Burger, Seniorautor der Studie, hinzu.

„Man darf diese wissenschaftlichen Befunde allerdings nicht so interpretieren, als sei alles, was selektiert ist, auch gut und ausschließlich vorteilhaft. Gerade die durch Partnerwahl hergebrachten Merkmale sind häufig kulturell geprägt und damit eher Geschmackssache denn Anpassung an die Umwelt.“

Die alte DNA wurde aus Skeletten von prähistorischen Populationen in Osteuropa gewonnen. Sie gehören größtenteils der sogenannten Jamnaja-Kultur an. Diese Kultur kennen Archäologen vor allem aufgrund zahlreicher, meist mit Ocker gefärbter Gräber, die in bzw. unter Grabhügeln angelegt wurden. Die Bestattungen der Jamnaja-Kultur liegen in der Steppenzone zwischen dem Fluss Ural und den östlichen Karpaten vor und datieren zwischen 5100 und 4400 vor heute. Im Kurzfilm unter http://www.youtube.com/watch?v=Kawbj78IFV8&list=PL0F68B2B14956A8A8 wird geschildert, wie die Mainzer Palaeogenetiker die alte DNA aus Skeletten analysieren.

Veröffentlichung:
Wilde, Sandra et al.
Direct evidence for positive selection of skin, hair, and eye pigmentation in Europeans during the last 5,000 years
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 10. März 2014
DOI: 10.1073/pnas.1316513111

Foto:
www.uni-mainz.de/bilder_presse/10_anthropologie_jamnaja_skelett.jpg
Blick in einen Grabhügel nahe der Stadt Kirovograd in der Ukraine mit einem 5.000 Jahre alten Skelett der Jamnajakultur
(Foto: Alla V. Nikolova)

Weitere Informationen:
Dr. Karola Kirsanow
Dipl. Biol. Sandra Wilde
Institut für Anthropologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
D 55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-23472
E-Mail: kirsanow@uni-mainz.de
http://www.uni-mainz.de/FB/Biologie/Anthropologie/MolA/Deutsch/Home/Home.html

Weitere Informationen:

http://beanproject.eu/
http://www.uni-mainz.de/FB/Biologie/Anthropologie/MolA/Deutsch/Home/Home.html
http://www.ucl.ac.uk/mace-lab/people/mark

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Anthropologie Augenfarbe DNA Genom Haut PNAS Palaeogenetik Selektion Skeletten Studie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Biber verändern das Gesicht der Arktis
16.07.2018 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Drohnen zählen Tiere in Afrika
11.07.2018 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

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

Vernetzte Beleuchtung: Weg mit dem blinden Fleck

18.07.2018 | Energie und Elektrotechnik

BIAS erhält Bremens größten 3D-Drucker für metallische Luffahrtkomponenten

18.07.2018 | Verfahrenstechnologie

Verminderte Hirnleistung bei schwachem Herz

18.07.2018 | Medizin Gesundheit

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