Alte DNA enthüllt die genetische Landschaft der Menschen, die zuerst Ostasien besiedelten

Die allerersten Menschen tauchten ursprünglich in Afrika auf, bevor sie sich vor etwa 60.000 Jahren über Eurasien ausbreiteten. Danach verläuft die Geschichte der Menschheit auf vielen verschiedenen Wegen, von denen einige besser erforscht sind als andere.

In den östlichen Regionen Eurasiens leben heute rund 2,3 Milliarden Menschen – etwa 30 % der Weltbevölkerung. Archäologen wissen anhand von Fossilien und Artefakten, dass der moderne Mensch Südostasien seit 60.000 Jahren und Ostasien seit 40.000 Jahren besiedelt hat.

Aber es gibt noch viel zu enträtseln. Wer waren die Menschen, die zuerst in diese Regionen kamen und schließlich die Landwirtschaft entwickelten? Woher kamen die verschiedenen Bevölkerungsgruppen? Welche Gruppen haben sich durchgesetzt und welche sind ausgestorben?

Die alte DNA hilft, einige dieser Fragen zu beantworten. Durch die Sequenzierung der Genome von Menschen, die vor vielen Jahrtausenden gelebt haben, beginnen Wissenschaftler wie ich, das Bild der Besiedlung Asiens zu vervollständigen.

Uralter Schädel ohne Unterkiefer — Gut erhaltene DNA aus alten Knochen gibt Aufschluss darüber, wie sich der Mensch in Ostasien ausgebreitet hat. Wei Gao, Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie

Analyse alter Genome

Im Jahr 2016 kam ich zum Labor für Molekularpaläontologie von Dr. Qiaomei Fu am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking. Unsere Herausforderung: Die Geschichte des Menschen in Ostasien mit Hilfe von Mitarbeitern zu erforschen, die schon lange tot sind – alte Menschen, die vor bis zu Zehntausenden von Jahren in der Region lebten.

Mitarbeiter des Labors extrahierten und sequenzierten alte DNA aus menschlichen Überresten von archäologischen Stätten. Anschließend haben Dr. Fu und ich mit Hilfe von Genomik-Computern untersucht, wie ihre DNA mit der von zuvor sequenzierten alten und heutigen Menschen zusammenhängt.

Karte, wo aDNA-Proben in Asien ausgegraben wurden — Der Tianyuan-Mensch aus der Nähe des heutigen Peking und die Hòabìnhian-Menschen aus dem heutigen Laos und Malaysia repräsentieren zwei sehr alte Abstammungslinien, die sich von den heutigen Ostasiaten unterscheiden. Karte © OpenStreetMap-Mitwirkende, modifiziert von The Conversation

Eine unserer Sequenzen stammt von uralter DNA, die aus den Beinknochen des Tianyuan-Menschen gewonnen wurde, einem 40 000 Jahre alten Individuum, das in der Nähe einer berühmten paläoanthropologischen Stätte im Westen Pekings entdeckt wurde. Er ist einer der frühesten modernen Menschen, die in Ostasien gefunden wurden, und seine genetische Sequenz weist ihn als einen frühen Vorfahren der heutigen Asiaten und amerikanischen Ureinwohner aus. Die Tatsache, dass er dort lebte, wo heute Chinas Hauptstadt steht, deutet darauf hin, dass die Vorfahren der heutigen Asiaten bereits vor 40.000 Jahren in Ostasien Wurzeln schlugen.

Weiter südlich haben zwei 8.000 bis 4.000 Jahre alte südostasiatische Jäger und Sammler aus Laos und Malaysia, die mit der Hòabìnhian-Kultur in Verbindung gebracht werden, DNA, die wie der Tianyuan-Mann zeigt, dass sie frühe Vorfahren von Asiaten und amerikanischen Ureinwohnern sind. Diese beiden stammten aus einer völlig anderen Abstammungslinie als der Tianyuan-Mensch, was darauf hindeutet, dass in der Vergangenheit viele genetisch unterschiedliche Populationen Asien besiedelten.

Aber weder in Ost- noch in Südostasien gibt es heute Menschen, die die gleiche genetische Ausstattung haben wie die Hòabìnhianer oder der Tianyuan-Mensch. Warum sind Vorfahren, die so lange überlebt haben, aus dem Genpool der heute lebenden Menschen verschwunden? Der Schlüssel zu dieser Antwort liegt bei den alten Bauern.

DNA trägt Spuren uralter Wanderungen

Anhand von Pflanzenresten, die an archäologischen Stätten gefunden wurden, wissen Wissenschaftler, dass Menschen vor etwa 10.000 Jahren Hirse in der nordchinesischen Region des Gelben Flusses domestiziert haben. Etwa zur gleichen Zeit domestizierten die Menschen in der südchinesischen Jangtse-Region Reis.

Anders als in Europa begann die Domestizierung von Pflanzen lokal und wurde nicht von anderswo eingeführt. Der Prozess dauerte Tausende von Jahren, und die Gesellschaften in Ostasien wurden immer komplexer, bis vor etwa 4.000 Jahren die ersten Dynastien entstanden.

Karte, die die Wanderung der Menschen des Altertums vom Gebiet des Gelben Flusses nach Norden und vom Gebiet des Jangtse-Flusses nach Süden zeigt — Reisbauern, die möglicherweise aus der Gegend des Jangtse-Flusses stammten, zogen nach Süden nach Südostasien, während Hirsebauern aus der Gegend des Gelben Flusses nach Norden nach Sibirien zogen. Karte © OpenStreetMap-Mitwirkende, modifiziert von The Conversation

Zu dieser Zeit scheint sich der Reisanbau auch von seinen Ursprüngen in weiter südlich gelegene Gebiete ausgebreitet zu haben, einschließlich der heutigen südostasiatischen Länder. Die DNA hilft, die Geschichte zu erzählen. Als die Reisbauern aus Südchina nach Süden expandierten, brachten sie nicht nur ihre Anbautechnik, sondern auch ihre Genetik in die lokalen Populationen der südostasiatischen Jäger und Sammler ein.

Der überwältigende Zustrom ihrer DNA führte dazu, dass der lokale Genpool überschwemmt wurde. Heute sind in den Genen der in Südostasien lebenden Menschen kaum noch Spuren von Jägern und Sammlern zu finden.

Ausgrabung eines menschlichen Skeletts — Das Skelett einer Person, die vor etwa 8.700 Jahren in Xiaogao, Shandong, China in der Nähe des Gelben Flusses lebte. Die nordostasiatische Abstammung dieses Menschen findet sich in den Überresten von Menschen, die bis in die östlichen Steppen Sibiriens lebten. Jianfeng Lang, Universität Shandong

Weiter nördlich spielte sich eine ähnliche Geschichte ab. Die alten sibirischen Jäger und Sammler haben wenig mit den heutigen Ostasiaten zu tun, aber die späteren sibirischen Bauern sind eng mit den heutigen Ostasiaten verwandt. Bauern aus Nordchina zogen nordwärts nach Sibirien und brachten ihre DNA mit, was zu einem starken Rückgang der Prävalenz der früheren lokalen Jäger und Sammler führte.

Wissenschaftler in Schutzkleidung pipettiert unter einer Haube — Professor Qiaomei Fu, Leiter des Labors für Molekularpaläontologie am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie in Peking, bereitet Proben für die Extraktion alter DNA vor. Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie

Vergangene Bevölkerungen waren vielfältiger als die heutigen

Genetisch gesehen unterscheiden sich die heutigen Ostasiaten nicht sehr voneinander. Man braucht eine Menge DNA, um genetisch zwischen Menschen mit unterschiedlicher kultureller Geschichte zu unterscheiden.

Aufgeklapptes altes Skelett wird ausgegraben — Dieses Individuum, das vor etwa 8.300 Jahren auf der Insel Liang in der Straße von Taiwan lebte, hat die südliche Abstammung, die man bei den Bewohnern des südchinesischen Festlands an der Küste findet. Hunglin Chiu, Institut für Anthropologie, Nationale Tsinghua-Universität

Was Dr. Fu und mich überraschte, war, wie unterschiedlich die DNA der verschiedenen alten Bevölkerungen in China war. Wir und andere fanden gemeinsame DNA in der Region des Gelben Flusses, einem für die Entwicklung der chinesischen Zivilisation wichtigen Ort. Diese gemeinsame DNA repräsentiert eine nördliche ostasiatische Abstammung, die sich von einer südlichen ostasiatischen Abstammung unterscheidet, die wir in den südlichen Küstengebieten Chinas gefunden haben.

Als wir die DNA von Menschen analysierten, die vor 9.000-8.500 Jahren an der südchinesischen Küste lebten, stellten wir fest, dass schon damals ein Großteil Chinas ein gemeinsames Erbe hatte. Da sich ihre Archäologie und Morphologie von der der Bauern am Gelben Fluss unterschied, dachten wir, dass diese Küstenbewohner von einer Abstammungslinie abstammen könnten, die nicht eng mit den ersten landwirtschaftlichen Ostasiaten verwandt ist.

Die Karte zeigt die verschiedenen Urvölker Asiens auf der Grundlage der aDNA — Menschen mit unterschiedlichen Lebensstilen, die vor 9.000 Jahren weit voneinander entfernt in Nordchina in der Nähe des Gelben Flusses und an der südchinesischen Küste lebten, haben ihre unterschiedliche DNA an die heutigen Ost- und Südostasiaten weitergegeben. Die Austronesier sind die engsten Nachfahren der alten Bevölkerung an der südchinesischen Küste. Karte © OpenStreetMap-Mitwirkende, modifiziert von The Conversation

Aber stattdessen war jede Person, von der wir Proben nahmen, eng mit den heutigen Ostasiaten verwandt. Das bedeutet, dass vor 9.000 Jahren die DNA, die allen heutigen Ostasiaten gemeinsam ist, in ganz China verbreitet war.

Die heutige nord- und südchinesische Bevölkerung hat mehr Gemeinsamkeiten mit der alten Bevölkerung am Gelben Fluss als mit der alten südchinesischen Küstenbevölkerung. Die frühen Bauern am Gelben Fluss wanderten also sowohl nach Norden als auch nach Süden und trugen so zum Genpool der Menschen in ganz Ost- und Südostasien bei.

Die südchinesische Küstenbevölkerung ist jedoch nicht verschwunden. Sie blieb in geringen Mengen erhalten und nahm im Laufe der Zeit in der nordchinesischen Region des Gelben Flusses zu. Der Einfluss der alten Südostasiaten ist auf dem Festland gering, aber anderswo hatten sie einen großen Einfluss. Auf den Inseln zwischen der Taiwanstraße und Polynesien leben die Austronesier, die vor allem für ihre Seefahrt bekannt sind. Sie weisen heute den höchsten Anteil an südostasiatischen Vorfahren auf, was ihre Wurzeln in der südchinesischen Küstenregion verdeutlicht.

Andere sich abzeichnende genetische Muster zeigen Verbindungen zwischen Tibetern und antiken Individuen aus der Mongolei und Nordchina, was Fragen über die Besiedlung des tibetischen Plateaus aufwirft.

Alte DNA zeigt rasche Verschiebungen in der Abstammung während der letzten 10.000 Jahre in ganz Asien, wahrscheinlich aufgrund von Migration und kulturellem Austausch. Bis mehr alte menschliche DNA gefunden wird, können Wissenschaftler nur darüber spekulieren, wer genau, genetisch gesehen, davor in Ostasien gelebt hat.