Die alten Menschen haben auf ihrem Weg aus Afrika möglicherweise 30.000 Jahre lang in Arabien Halt gemacht

Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass sich der moderne Mensch vor mehr als 200.000 Jahren in Afrika entwickelt hat und dass es vor etwa 60.000 bis 50.000 Jahren zu einer großen menschlichen Diaspora in weiten Teilen der übrigen Welt gekommen ist.

In einer neuen Studie veröffentlicht in Tagungsband der Nationalen Akademien der Wissenschaftenhaben wir Dutzende charakteristischer historischer Veränderungen im menschlichen Genom aufgedeckt und damit ein neues Kapitel dieser Geschichte aufgeschlagen.

Unsere Arbeit legt nahe, dass es möglicherweise eine bisher unbekannte Phase der großen Völkerwanderung der Menschheit gegeben hat: einen „arabischen Stillstand“ von bis zu 30.000 Jahren, in dem sich Menschen auf und um die Arabische Halbinsel niederließen. Diese Menschen gewöhnten sich langsam an das Leben im kälteren Klima der Region, bevor sie sich nach Eurasien und darüber hinaus wagten.

Das Erbe dieser Anpassungen ist noch immer spürbar. Unter modernen Bedingungen sind viele genetische Veränderungen aus dieser Zeit mit Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden.

Geschichte in unseren Genomen

Seit der Veröffentlichung des ersten menschlichen Genoms im Jahr 2000 ist die Menge der verfügbaren menschlichen Genomdaten exponentiell gewachsen. Diese schnell wachsenden Datensätze enthalten Spuren wichtiger Ereignisse in der Geschichte der Menschheit. Forscher haben aktiv neue Techniken entwickelt, um diese Spuren zu finden.

Als die alten Menschen Afrika verließen und um die Welt zogen, trafen sie wahrscheinlich auf neue Umgebungen und Herausforderungen. Neue Belastungen hätten zu Anpassungen und genetischen Veränderungen geführt. Diese Veränderungen wären später von modernen Menschen geerbt worden.

Frühere Forschung Genomdaten zeigen, dass die alten Menschen höchstwahrscheinlich vor 60.000 bis 50.000 Jahren Afrika verließen und sich auf dem Planeten ausbreiteten.

Allerdings wissen wir immer noch nicht viel über genetische Anpassungen in diesem entscheidenden Zeitraum.

Antike Anpassungsereignisse

Unser Team aus Evolutions- und Medizinforschern hat ein neues Licht auf diese Zeit geworfen. Durch die Untersuchung alter und moderner Genome haben wir gezeigt, dass die genetische Selektion wahrscheinlich ein wichtiger Faktor für die Entstehung dieser alten menschlichen Diaspora war.

Die Verwendung alter menschlicher Genome ermöglicht die Wiederherstellung von Beweisen für vergangene Ereignisse, bei denen bestimmte genetische Varianten gegenüber anderen stark bevorzugt wurden und sich in einer Population verbreiteten. Diese „Hard Sweep“-Ereignisse sind in modernen menschlichen Genomen überraschend selten, höchstwahrscheinlich weil ihre Spuren durch die anschließende Vermischung zwischen Populationen gelöscht oder verzerrt wurden.

Allerdings in frühere Arbeit Wir haben 57 Regionen im menschlichen Genom identifiziert, in denen eine zunächst seltene vorteilhafte genetische Variante eine ältere Variante in alten eurasischen Gruppen effektiv ersetzte.

In unserer neue Studiehaben wir die historische Verbreitung dieser genetischen Varianten rekonstruiert. Wir haben auch die zeitlichen und geografischen Ursprünge des zugrunde liegenden Selektionsdrucks geschätzt.

Darüber hinaus haben wir in jeder Hard-Sweep-Region das Gen identifiziert, für das die größte Wahrscheinlichkeit besteht, ausgewählt zu werden. Die Kenntnis dieser Gene half uns, die alten Zwänge zu verstehen, die möglicherweise zu ihrer Selektion geführt haben.

Mit Kälte zurechtkommen

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die frühen Menschen vor der großen Diaspora vor 60.000 bis 50.000 Jahren eine Phase umfassender Anpassung durchliefen, die bis zu 30.000 Jahre dauerte. Auf diese Anpassungsphase folgte eine rasche Ausbreitung in ganz Eurasien und bis nach Australien.

Wir nennen diese Zeit den „arabischen Stillstand“. Genetische, archäologische und klimatische Beweise deuten darauf hin, dass diese alten Menschen höchstwahrscheinlich auf und um die Arabische Halbinsel lebten.

Die genetischen Anpassungen betrafen Teile des Genoms, die mit der Fettspeicherung, der Nervenentwicklung, der Hautphysiologie und winzigen haarähnlichen Fasern in unseren Atemwegen, den sogenannten Flimmerhärchen, zusammenhängen. Diese Anpassungen weisen bemerkenswerte funktionelle Ähnlichkeiten mit denen auf, die heute in der Arktis bei Menschen und anderen Säugetieren vorkommen.

Wir haben auch ähnliche funktionelle Ähnlichkeiten mit zuvor identifizierten menschlichen adaptiven Genen festgestellt, die aus historischen Vermischungsereignissen mit Neandertalern und Denisova-Menschen stammen. Es wird angenommen, dass sich diese entfernten Verwandten des Menschen auch an das kalte eurasische Klima angepasst haben.

Insgesamt scheinen diese Veränderungen wahrscheinlich durch die Anpassung an das kühle und trockene Klima im und um das prähistorische Arabien vor 80.000 bis 50.000 Jahren vorangetrieben worden zu sein. Die Veränderungen hätten die alten Menschen auch auf das kalte eurasische Klima vorbereitet, dem sie irgendwann begegnen würden.

Alte Anpassungen, moderne Krankheiten

Viele dieser adaptiven Gene stehen in Zusammenhang mit modernen Krankheiten, darunter Fettleibigkeit, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Anpassungen rund um die Ausbreitung des Menschen aus Afrika könnten genetische Variationen hervorgebracht haben, die unter modernen Bedingungen mit häufigen Krankheiten verbunden sind.

Wie wir in einer anderen Studie vermutet haben, könnten in der Vergangenheit adaptive Gene zur Anfälligkeit des modernen Menschen für verschiedene Krankheiten beitragen. Die Identifizierung der genetischen Ziele historischer Anpassungsereignisse könnte zur Entwicklung therapeutischer Ansätze und präventiver Maßnahmen für heutige Bevölkerungsgruppen beitragen.

Unsere Erkenntnisse tragen zu einer neuen, aber wachsenden Literatur bei, die die Bedeutung der Anpassung für die Gestaltung der Menschheitsgeschichte hervorhebt. Sie zeigen auch das wachsende Potenzial der Evolutionsgenetik für die medizinische Forschung.

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