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       # taz.de -- Forscher über DNA-Funde im Boden: „Da eröffnen sich neue Horizonte“
       
       > Dem Team des Leipziger Forschers Matthias Meyer ist es erstmals gelungen,
       > Kern-DNA aus Ablagerungen in einer Höhle zu gewinnen.
       
   IMG Bild: Russische Archäologinnen in Sibirien
       
       taz: Das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie ist in den
       letzten Monaten mit zwei Studien an die Öffentlichkeit getreten, in denen
       es um die Gewinnung von DNA aus Sedimenten geht. Können Sie die Methode
       anhand Ihrer Forschung kurz beschreiben? 
       
       Matthias Meyer: In der jüngst im Wissenschaftsmagazin Nature
       veröffentlichten Studie haben wir Sedimentproben aus der [1][Denisova-Höhle
       in Sibirien] ausgewertet. Diese Höhle liegt im Altaigebirge und enthält
       Sedimente, die sich über eine halbe Million Jahre ablagerten. Paläontologen
       hatten dort schon in den siebziger Jahren prähistorische Werkzeuge
       gefunden. [2][2010 wurde hier von den Forschern des MPI der Denisova-Mensch
       entdeckt,] eine archaische Menschenform, die so etwas wie der östliche
       Verwandte des Neandertalers ist.
       
       Bis zum jetzigen Zeitpunkt hat man nicht mehr als ein Dutzend kleine
       menschliche Skelettreste in der Höhle gefunden, die wir durch Sequenzierung
       entweder den Neandertalern oder den Denisovanern zuordnen konnten. Es waren
       aber zu wenige Knochenfunde, um daraus etwas über die genaue
       Besiedlungsgeschichte der Höhle abzuleiten. Das ist der Grund, weshalb wir
       eine groß angelegte Sediment-DNA-Studie gemacht haben.
       
       Wurde diese Methode hier zum ersten Mal angewandt? 
       
       Unsere Arbeitsgruppe hat über die letzten Jahre viel Arbeit investiert, um
       auch geringste Spuren von alter DNA nachweisen zu können. Tatsächlich haben
       wir schon 2017 begonnen, unsere Methoden auf Sedimente anzuwenden, und
       dabei festgestellt, dass auch in Höhlensedimenten geringe Spuren von
       menschlicher DNA enthalten sein können. Allerdings ist die
       Erfolgswahrscheinlichkeit nicht sehr hoch. Man muss sehr viele Proben
       analysieren, um einzelne zu finden, die menschliche DNA enthalten.
       
       Deshalb haben wir dann unser Probenbearbeitungsverfahren automatisiert,
       sodass wir in der Lage sind, an die tausend Proben zu analysieren. Das ist
       viel Arbeit, aber damit haben wir jetzt die Möglichkeit, mit hoher
       Wahrscheinlichkeit menschliche DNA in Sedimenten zu entdecken. Das haben
       wir dann in unserer Forschung in der Denisova-Höhle umgesetzt. Unsere
       russischen und australischen Kollegen haben für uns dort Proben entnommen.
       
       Dabei sind sie von oben nach unten durch die Sedimentschichten gegangen und
       von links nach rechts. Alle zehn Zentimeter wurde eine Probe extrahiert. Am
       Ende hatten wir von jeder der Sedimentschichten Dutzende von Proben. Diese
       Proben wurden dann nach Leipzig gebracht und im Labor analysiert. Wir haben
       erst die DNA isoliert und dann ganz speziell die mitochondriale DNA
       herausgefischt.
       
       Warum nur die mitochondriale DNA? 
       
       Die [3][mitochondriale DNA, die über die mütterliche Linie vererbt wird,]
       kommt in sehr vielen Kopien pro Zelle vor und ist relativ einfach zu
       analysieren. In der Denisova-Höhle haben wir sowohl die mitochondriale
       DNA von Säugetieren als auch die von Menschen untersucht. Menschliche DNA
       wurde in circa einem Viertel der Proben gefunden.
       
       Was haben Sie dabei über die Besiedlung der Höhle erfahren? 
       
       Wir wissen jetzt, dass die Denisovaner wahrscheinlich die erste
       Menschenform waren, die die Höhle besiedelt hat. Das war möglicherweise
       schon vor 250.000 Jahren. Vor ungefähr 170.000 Jahren sind dann die
       Neandertaler gekommen. Dann gab es eine Zeit, wo beide Menschenformen in
       relativer zeitlicher Nähe in der Höhle gelebt haben. Spätestens vor 45.000
       Jahren ist schließlich der moderne Mensch in der Höhle aufgetaucht. Das ist
       auch die Zeit, wo wir die größte Veränderung in den Steinwerkzeugen
       feststellen. Die sind jetzt eindeutig jungpaläolithisch. Auch Ornamente
       wurden mit der Ankunft des Homo sapiens zum ersten Mal in den Ablagerungen
       gefunden.
       
       Haben alle drei frühen Menschenarten jemals gleichzeitig in der Höhle
       gelebt? 
       
       Ich denke, es ist eher unwahrscheinlich, aber ausschließen kann man es
       nicht. Was Neandertaler und Denisovaner angeht, wissen wir nicht genau, ob
       sie zeitgleich in der Höhle waren oder mit ein paar Tausend Jahren Abstand
       dazwischen. Auf jeden Fall muss es eine Begegnung gegeben haben, denn es
       wurde ein Knochenfragment eines Mädchens gefunden, deren Mutter
       Neandertalerin und deren Vater Denisovaner war.
       
       Allerdings hat auch nicht ein und dieselbe Denisovanergruppe über den
       gesamten Zeitraum in der Höhle gelebt. So konnten wir für die Zeit von vor
       130.000 bis 100.000 Jahren keine Sediment-DNA von Denisovanern in der Höhle
       finden. Dann kam eine neue Denisovanerpopulation, die eine andere
       mitochondriale DNA als die frühere Gruppe aufweist. Das alles hing
       möglicherweise auch mit Klimaveränderungen zusammen. Nach Ankunft des
       modernen Menschen verschwinden die archaischen Menschen dann aus der Höhle.
       
       Ging es bei Ihrer im April im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlichten
       Studie auch um die Aufeinanderfolge verschiedener Menschenformen in Höhlen? 
       
       Da haben wir ausschließlich Neandertaler untersucht. Das Besondere an
       dieser Studie ist, dass es uns zum ersten Mal gelungen ist, chromosomale
       DNA aus Ablagerungen in einer Höhle zu extrahieren und zu analysieren. In
       der Höhle, der Galería de las Estatuas in Nordspanien, wurde neben
       Steinwerkzeugen nur ein einziger Neandertalerzehenknochen gefunden, der
       jedoch für eine DNA-Analyse zu klein war. In dieser Höhle war dafür die
       DNA-Erhaltung in den Sedimenten besonders gut. Wir haben dann einen relativ
       kurzen Zeitraum, also die Zeit von vor 120.000 bis 80.000 Jahren,
       untersucht. In dieser Zeit haben in der Höhle Neandertaler gelebt. Deren
       Erbgut haben wir dann aus den Sedimenten isoliert.
       
       Warum wurde das nicht auch in der Denisova-Höhle gemacht? 
       
       Die Kern-DNA, also das komplette Erbgut, aus Sedimenten zu gewinnen ist
       technisch deutlich schwieriger. Aber wir haben jetzt schon mal gezeigt,
       dass es möglich ist. In den nächsten Jahren werden wir natürlich versuchen,
       neben mitochondrialer DNA immer mehr chromosomale DNA aus den Proben zu
       gewinnen.
       
       Was bedeuten diese Innovationen für die Arbeit von Archäologen und
       Paläoanthropologen? 
       
       Da eröffnen sich völlig neue Horizonte. Manchmal werden Ausgrabungen über
       Jahre oder Jahrzehnte durchgeführt mit einem unheimlichen Aufwand. Findet
       man Knochenfragmente oder von Menschen bearbeitete Steinwerkzeuge und
       andere Artefakte, hat man oft keine Möglichkeit festzustellen, ob sie von
       denselben Menschengruppen hergestellt wurden oder nicht.
       
       Wenn man an einer Stelle leichte Veränderungen in der Technologie
       beobachtet, kann man nicht sagen, ob andere Menschenformen dazu gekommen
       sind oder die Menschen vor Ort ihre Technologie verändert haben. Es war
       bislang auch nicht möglich, Bezüge zwischen verschiedenen Fundplätzen
       herzustellen. Und die Sediment-DNA erlaubt uns das. Wir können jetzt
       schauen, wann sich Gruppen von Menschen in einer Höhle abgelöst haben. Ist
       die Gruppe, die vor 80.000 Jahren in einer Höhle in Spanien gelebt hat,
       verwandt mit einer Gruppe, die vor 79.000 Jahren in einer Höhle in
       Frankreich gelebt hat?
       
       Das sind alles Fragen, die wir jetzt beantworten können. Gerade in der
       Urgeschichte ist die Zahl der verfügbaren Fossilien sehr begrenzt. Die aus
       den Sedimenten gewonnene DNA eröffnet uns jetzt eine unendliche Quelle an
       genetischer Information. Wir können in Zukunft ein immer genaueres Bild der
       Besiedlungsgeschichte Europas und Eurasiens zeichnen, zumindest über die
       letzten 100.000 Jahre.
       
       25 Jul 2021
       
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