Paläogenetik – molekulare Aktivierung der

Humanevolution 

Prof. Dr. Gerd-Christian WenigerNeanderthal Museum

Erforschung der Humanevolution

Weltausstellung Paris1867

Neanderthal1856

KulturhistorischePerspektive

BiologischePerspektive

Erforschung der HumanevolutionMethodisches Vorgehen

Historische Realia

Archäologie Paläoanthropologie

Anonymität Individuum

Ergebnis biologischerAnpassung

Direkte Produktemenschlichen Verhaltens

Vergleichende Morphometrie

Erforschung der Humanevolution

Gewichtung der Perspektiven

ArchäologiePaläoanthropologie

Biologie

Kultur

Erforschung der Humanevolution

Verschiebung der Gewichtung

Biologie

Kultur

Hu

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luti

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Zu

nah

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Erforschung der Humanevolution

Paläoanthropologie

Archäologie

Hu

man

evo

luti

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Anatomisch moderner MenschNeanderthaler

Ende des Diskurses

Meinungsführerschaft

Paläoanthropologie und Archäologie

Das Neanderthaler-Problem

Unterschiede in der Morphologie bedingen Unterschiede im Verhalten

Verdrängung ohne Vermischung

Zwei Spezies

Neuer Akteur - Paläogenetik

Cann et al. 1987: Mitochondrial DNA and human evolution. Nature 325

Statistische Analyse der mtDNA des aktuellen Genpools

n = 147 Personen

Wir können idealtypisch auf eine afrikanische Frau zurückgeführt werden

Paläogenetik

Afrikanische Eva

Out of Africa II / Recent African Origin

Paläoanthropologie und Paläogenetik

Das Neanderthaler-Problem

Unterschiede in der Morphologie bedingen Unterschiede im Verhalten

Verdrängung ohne Vermischung

Zwei Spezies

Paläogenetik

Extraktion von menschlicher mtDNA aus fossiler Probe

Krings et al. 1997: Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans.

Neanderthals Were Not Our Ancestors

Paläogenetik

In the present case, it seems clear that the statistical power to detect interbreeding that took place before the human population started to grow exponentially is close to zero.

Nordborg 1998: Am. J. Hum. Genet. 63:1237–1240, 1998

Problem: Gendrift / Populationsgröße / Demographie

Paläoanthropologie

1998 Lagar Velho

Anatomisches Erbe des Neanderthalers

Paläogenetik

Serre et al. 2004: No Evidence for Neanderthal mtDNA Contribution to Early Modern Humans. PLoS Biology 2 (3), 313-317

bis zu 25 %

Wahrscheinlichkeit gering

möglich

Vermischungsszenarien

Variablen: Gendrift / Populationsgröße / Demographie

X-Chromosom / Pseudogen RRM2P4Archaische asiatische Introgression

Paläogenetik

Garrigan et al. 2005: Evidence for Archaic Asian Ancestry on the Human X Chromosome. Molecular Biology and Evolution 22 (2), 189-192

Plagnol & Wall 2006: Possible Ancestral Structure in Human Populations. PLoS Genetics, 2 (7), E105

Paläogenetik

Neanderthalerbeitrag bis zu 5 % möglich

120 Gene von 22 Individuen europäischer Abstammung

Paläogenetik

Green et al. 2006: Analysis of one million base pairs of Neanderthal DNA. Nature 444, 330-336

Rekonstruktion des Neanderthalergenoms ist möglich

Paläogenetik

Evans et al. 2007: Evidence that the Adaptive Allele of the Brain Size Gene Microcephalin Introgressed into Homo sapiens from an Archaic Homo Lineage. PNAS 103 (48) 18178–18183

Archaische Introgression

Paläogenetik

FOX P2: Sprachgen auch bei Neanderthalern

Krause et al. 2007: The derived FOXP2 Variant of modern Humans was Shared with Neander-thals. Current Biology 17, 1908-1912.

Paläogenetik

Rekonstruktion des Neanderthalergenoms aus fossilen Proben

Green et al. 2010: A draft sequence of the Neandertal genome. Science 382, 710-723.

Neanderthalerbeimischung von ca. 2,5 % bei Europäern und Asiaten

PaläogenetikDenisova-Mensch

Drei Menschenformen:Neanderthaler / Denisova-Mensch / Moderner Mensch

Reich et al. 2010: Genetic History of an Archaic Hominin Group from Denisova Cave in Siberia. Nature 468, 1053-1060.

PaläogenetikVermischung vor 80.000 Jahren nur im Vorderen Orient

EuropaAsien

Afrika

Green et al. 2010: A draft sequence of the Neandertal genome. Science 382, 710-723.

PaläogenetikRekonstruktion von Besiedlungsgeschichte (mtDNA)?

Zusammenbruch der europäischen Neanderthalerpopula-tion um 50.000 BP mit erneuter Expansion

Dalén et al. 2012: Partial Genetic Turnover in Neanderthals: Continuity in the East and Population Replacement in the West. Molecular Biology and Evolution 29 (8), 1893-1897

Besiedlungsgeschichte

Demographie westliches Mittelmeergebiet

DiskontinuitätRückzug

Expansion

SFB 806

Schmidt et al. 2012: Rapid climate change and variability of settlement patterns in Iberia during the Late Pleistocene. Quaternary International 274, 179-204.

Besiedlungsgeschichte

Westliches Mittelmeergebiet

NeanderthalerMittelpaläolithikum

Anatomisch ModerneMittelpaläolithikum

SFB 806

Paradigma der Paläoanthropologie:

Kein Kontakt

?

Besiedlungsgeschichte

Westliches Mittelmeergebiet

125 Individuen aus 7 Regionen NordafrikasNeanderthalerbeimischung in Grau

Sanchez-Quinto et al. 2012: North African Populations Carry the Signature of Admixture with Neanderthals. PLoS ONE, 7 (10), e47765.

Besonderheiten der Paläogenetik

Enorme Forschungsdynamik

Hohe räumliche Auflösung der Daten,deutlich sensibler als morphometrische Skelettdaten

Problem der Kontamination

Vervielfachung der Datenmenge durch Interpolationvon Daten aus dem rezenten Genpool

Ergebnisse beruhen auf komplexen statistischen Rechen-modellen und bewegen sich auf dem Niveau vonHypothesen mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit

Paläogenetik und ArchäologieDas Neanderthaler-Problem

heute

Unterschiede in der Morphologie bedingennicht zwangsläufig Unterschiede im Verhalten

Ausbreitung mit Vermischung

Unterschiedliche Formen derselben Spezies

Paläogenetik und Archäologie

Optimierung der Zusammenarbeit zwischen denbeiden Disziplinen

Beide arbeiten mit großen Datensätzen

Integration der Umweltdaten

Integration demographischer Daten der Archäologie

Keine Dichotomie von “weichen” und “harten” Daten

Entwicklung abgestimmter Modelle zu Besiedlungs-prozessen