Eine neue, in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie eines internationalen Forscherteams zeigt, dass historische Schwankungen des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts und nachfolgende Veränderungen des Klimas und der Vegetation wichtige Faktoren waren, die beeinflussten, wann und wo frühe menschliche Arten sich paarten. Moderne Menschen haben in ihren Zellen eine kleine Menge DNA, die von anderen humanoiden Spezies stammt, insbesondere von Neandertalern und den schwer fassbaren Denisova-Menschen.
Foto der verbleibenden Skelettfragmente von Denisova 11 (Denny), der Tochter einer Neandertaler-Mutter und eines Denisova-Vaters, aus der Denisova-Höhle in Russland. Quelle: Institut für Grundlagenwissenschaften
Bereits 2018 gaben Wissenschaftler der Welt bekannt, dass sie ein Individuum entdeckt hatten, das vor 90.000 Jahren lebte und später den Spitznamen Danny erhielt. Nach der Identifizierung war ihr Vater ein Denisovaner und ihre Mutter eine Neandertalerin [Slonetal.2018]. Danny und die anderen in der Denisova-Höhle gefundenen Hybrid-Individuen beweisen, dass Kreuzungen zwischen Menschen weit verbreitet sein können und nicht auf unsere eigene Spezies, den Homo sapiens, beschränkt sind.
Um herauszufinden, wann und wo menschliche Kreuzungen stattgefunden haben, stützen sich Wissenschaftler oft auf antike Genomanalysen extrem seltener Fossilienproben und deren noch selteneren antiken DNA-Gehalt. In der neuen Wissenschaftsarbeit verfolgte ein Team aus Klimaexperten und Paläoanthropologen aus Südkorea und Italien einen anderen Ansatz. Anhand vorhandener paläoanthropologischer Beweise, genetischer Daten und Supercomputersimulationen vergangener Klimazonen stellte das Team fest, dass Neandertaler und Denisova-Menschen unterschiedliche Umweltpräferenzen hatten. Genauer gesagt waren Denisova-Menschen eher an kältere Umgebungen angepasst, die durch boreale Wälder und sogar Tundra gekennzeichnet waren, während ihre Neandertaler-Cousins gemäßigte Wälder und Grasland bevorzugten.
Schematische Darstellung der bevorzugten Lebensräume von Neandertalern (rote Skala) und Denisova-Menschen (grüne Skala). Potenzielle Hybridisierungsregionen in Zentralasien und Nordeuropa werden durch überlappende Farben und Babyformen dargestellt. Quelle: Institut für Grundlagenwissenschaften
„Das bedeutet, dass die von ihnen gewählten Lebensräume geografisch getrennt waren, wobei Neandertaler im Allgemeinen den südwestlichen Eurasien und Denisova-Menschen den Nordosten bevorzugten“, sagte Dr. Jiaoyang Ruan, Postdoktorand am Center for Climate Physics (ICCP) am Institute of Basic Science in Korea und Erstautor der Studie.
Ihren realistischen Computersimulationen zufolge stellten die Wissenschaftler jedoch fest, dass sich die Lebensräume der Affen in warmen Zwischeneiszeitzeiten, als die Umlaufbahn der Erde um die Sonne elliptischer war und die Sommer auf der Nordhalbkugel näher an der Sonne lagen, geografisch zu überschneiden begannen. Professor Axel Timmermann, korrespondierender Autor der Studie, Direktor des ICCP und Professor an der Pusan National University, fügte hinzu: „Als Neandertaler und Denisova-Menschen einen gemeinsamen Lebensraum hatten, hätte es mehr Begegnungen und Interaktionen zwischen den beiden Gruppen gegeben und dadurch die Chancen einer Kreuzung erhöht.“
Simulationen vergangener Lebensraumüberschneidungen stellen nicht nur den Neandertaler/Denisova-Hybrid Denny der ersten Generation in einen Klimakontext, sondern passen auch zu anderen bekannten Hybridisierungsereignissen, die vor etwa 78.000 und 120.000 Jahren stattfanden. Zukünftige paläogenetische Rekonstruktionen könnten verwendet werden, um die Robustheit neuer, auf Supercomputermodellen basierender Vorhersagen möglicher Hybridisierungsintervalle vor etwa 210.000 und 320.000 Jahren zu testen.
Um die Klimatreiber der Ost-West-Hybridisierungswippe weiter zu bestimmen, haben die Wissenschaftler die Veränderungen in den Vegetationsmustern Eurasiens in den letzten 400.000 Jahren genauer untersucht. Sie fanden heraus, dass steigende atmosphärische Kohlendioxidkonzentrationen und milde interglaziale Bedingungen dazu führten, dass sich gemäßigte Wälder nach Osten bis nach Zentral-Eurasien ausdehnten und einen Ausbreitungskorridor für Neandertaler in Denisova-Gebiete schufen. Dr. Nguyen kommentierte: „Die glazial-interglazialen Klimaveränderungen schienen die Voraussetzungen für eine einzigartige und dauerhafte menschliche Liebesgeschichte geschaffen zu haben, deren genetische Spuren noch heute deutlich sichtbar sind.“
Eine der größten Herausforderungen für die Forscher in ihrer Studie bestand darin, die Klimabedingungen abzuschätzen, die Denisova-Menschen bevorzugt hätten. „Um mit dem sehr spärlichen Denisova-Datensatz umzugehen, mussten wir neue statistische Tools entwickeln, die auch bekannte Ahnenbeziehungen zwischen menschlichen Spezies berücksichtigen könnten“, sagte der Co-Autor der Studie, Professor Pasquale Raia von der Universität Neapel Federico II in Italien. „Dies gab uns die erste Schätzung, wo Denisova-Menschen gelebt haben könnten. Wir waren überrascht, dass neben Russland und China auch Nordeuropa ein geeignetes Umfeld für Denisova-Menschen war“, fügte er hinzu. "
Ob Denisova-Menschen einst westlich des Altai-Gebirges lebten, ist unbekannt, kann aber durch genetische Analyse großer Stichproben von Denisova-Vorfahren in europäischen Populationen getestet werden. Von dieser Analyse wird erwartet, dass sie neues Licht auf den Zusammenhang zwischen früher Ausbreitung, Lebensraumeingriffen und menschlicher genetischer Diversifizierung wirft.