Neue genetische Analysen von wilden Pavianen im Süden Kenias zeigen, dass die meisten von ihnen Hybridisierungsspuren in ihrer DNA tragen. Als Ergebnis der Kreuzung besteht etwa ein Drittel ihres Erbguts aus Genen einer anderen, eng verwandten Art.
Die Studie fand in einer Region in der Nähe des Amboseli-Nationalparks in Kenia statt, wo sich gelbe Paviane gelegentlich mit ihren im Nordwesten lebenden Anubis-Pavian-Nachbarn treffen und vermischen.
Forscher haben diese Tiere seit 1971 fast täglich überwacht und festgestellt, wann sie sich mit Außenstehenden gepaart haben und wie sich die daraus resultierenden Nachkommen im Laufe ihres Lebens als Teil der Amboseli-Pavian-Forschungsprojekteine der weltweit am längsten laufenden Feldstudien mit wilden Primaten.
Gelbe Paviane haben ein gelbbraunes Fell mit weißen Wangen und Unterseiten. Anubis-Paviane haben grünlich-graues Fell und Männchen mit struppigen Mähnen um den Kopf. Obwohl es sich um unterschiedliche Arten handelt, die sich vor 1,4 Millionen Jahren voneinander getrennt haben, können sie dort hybridisieren, wo sich ihre Verbreitungsgebiete überschneiden.
Allen Berichten zufolge kommen die Nachkommen dieser Gewerkschaften gut zurecht. Fünfzig Jahre Beobachtungen ergaben keine offensichtlichen Anzeichen dafür, dass es Hybriden schlechter geht als ihren Gegenstücken. Einige schneiden sogar besser ab als erwartet: Paviane, die mehr Anubis-DNA in ihrem Genom tragen, reifen schneller und bilden stärkere soziale Bindungen, und Männchen sind erfolgreicher bei der Partnersuche.
Aber neue genetische Erkenntnisse wurden am 5. August in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft deuten darauf hin, dass der Schein täuschen kann.
Die Forschung wirft ein Licht darauf, wie die Artenvielfalt auf der Erde erhalten bleibt, selbst wenn die genetischen Grenzen zwischen den Arten verschwommen sind, sagte Professorin Jenny Tung von der Duke University, die das Projekt mit ihren Doktoranden Tauras Vilgalys und Arielle Fogel leitete.
Die Paarung zwischen Arten ist bei Tieren überraschend häufig, sagte Fogel, der ein Ph.D. Kandidat im Duke University Program in Genetics and Genomics. Etwa 20 % bis 30 % der Menschenaffen, Affen und anderen Primatenarten kreuzen sich und mischen ihre Gene mit anderen.
Sogar moderne Menschen tragen eine Mischung von Genen von heute ausgestorbenen Verwandten mit sich herum. So viel wie 2 % bis 5 % der DNA in unseren Genomen deuten auf eine frühere Hybridisierung mit den Neandertalern und Denisova-Menschen hin, alten Homininen, denen unsere Vorfahren begegneten und mit denen sie sich paarten, als sie aus Afrika nach Europa und Asien einwanderten. Diese Liaisons hinterließen ein genetisches Erbe, das bis heute anhält und unser Risiko für Depressionen, Blutgerinnsel, sogar Tabakabhängigkeit oder Komplikationen beeinflusst COVID-19.
Die Forscher wollten die möglichen Kosten und Vorteile dieser genetischen Vermischung bei Primaten, einschließlich Menschen, verstehen. Aber der moderne Mensch hörte vor Zehntausenden von Jahren auf, sich mit anderen Homininen zu kreuzen, als alle bis auf eine Spezies – unsere – ausstarben. Die wilden Paviane von Amboseli ermöglichen es jedoch, die noch andauernde Primatenkreuzung zu studieren.
Die Forscher analysierten die Genome von rund 440 Amboseli-Pavianen aus neun Generationen und suchten nach DNA-Stücken, die möglicherweise von Anubis-Einwanderern geerbt wurden.
Sie fanden heraus, dass alle heutigen Paviane im Amboseli-Becken im Süden Kenias gemischt sind, wobei die Anubis-DNA im Durchschnitt etwa 37 % ihres Genoms ausmacht. Einige haben Anubis-Vorfahren aufgrund von Kreuzungen, die erst vor kurzem innerhalb der letzten sieben Generationen stattgefunden haben. Aber für fast die Hälfte von ihnen geschah die Vermischung weiter zurück, vor Hunderten bis Tausenden von Generationen.
Während dieser Zeit zeigten die Daten, dass bestimmte Teile der Anubis-DNA für die Hybriden, die sie geerbt hatten, einen Preis hatten, der ihr Überleben und ihre Fortpflanzung so beeinflusste, dass diese Gene heute weniger wahrscheinlich in den Genomen ihrer Nachkommen auftauchen, sagte er Vilgalys, jetzt Postdoktorand an der University of Chicago.
Ihre Ergebnisse stimmen mit der genetischen Forschung am Menschen überein, was darauf hindeutet, dass unsere frühen Vorfahren auch einen Preis für die Hybridisierung bezahlt haben. Aber was Neandertaler- und Denisovan-Gene genau getan haben, um ihnen Schaden zuzufügen, war aus den begrenzten verfügbaren Fossilien- und DNA-Beweisen schwer herauszukitzeln.
Die Forscher sagen, dass die Paviane in Amboseli Hinweise auf die Kosten der Hybridisierung liefern. Mithilfe der RNA-Sequenzierung zur Messung der Genaktivität in den Blutzellen der Paviane fanden die Forscher heraus, dass die natürliche Selektion eher Teile geliehener DNA aussortiert, die als Schalter fungieren und andere Gene an- und ausschalten.
Der nächste Schritt, sagte Fogel, besteht darin, genauer festzustellen, was letztendlich die Überlebens- und Fortpflanzungsfähigkeit dieser Hybridpaviane beeinträchtigt.
Genomdaten ermöglichen es Forschern, viel mehr Generationen zurückzublicken und historische Prozesse zu untersuchen, die nicht direkt im Feld sichtbar sind, sagte Vilgalys.
„Aber man muss sich die Tiere selbst ansehen, um zu verstehen, was genetische Veränderungen tatsächlich bedeuten“, sagte Tung. „Man braucht sowohl Feldforschung als auch Genetik, um die ganze Geschichte zu verstehen.“
„Wir sagen nicht, dass dies die Gene von Neandertalern und Denisova-Menschen beim Menschen bewirkt haben“, fügte Tung hinzu, der jetzt am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Deutschland arbeitet. „Aber der Pavianfall macht deutlich, dass genomische Beweise für die Kosten der Hybridisierung mit Tieren übereinstimmen können, die nicht nur überleben, sondern oft gedeihen.“
Tauras P. Vilgalys et al, Selection against admixture and genre regulator divergence in a long-term primate field study, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.abm4917. www.science.org/doi/10.1126/science.abm4917