Was unterscheidet Menschen von Affen neben einem großen Gehirn und aufrechtem Gehen? In einer neuen Studie fanden Wissenschaftler heraus, dass Menschen weit weniger DNA-Mutationen aufweisen als ihre nächsten lebenden Verwandten. Es stellt sich heraus, dass unsere Entwicklung etwa ein Drittel langsamer ist. Die wissenschaftliche Publikation "Wiedenskub" berichtet über neue Entdeckungen, die dank dieser Forschung gemacht wurden.
Was unterscheidet Menschen von Affen?
Möglicherweise haben Sie diese Frage schon einmal gestellt. Großes Gehirn? Aufrecht gehen? Daumen hoch?
Vielleicht. Aber es sieht so aus, als gäbe es noch mehr. In einer neuen Studie haben dänische Wissenschaftler herausgefunden, dass Menschen weit weniger DNA-Mutationen aufweisen als unsere nächsten lebenden Verwandten, die Menschenaffen.
Das heißt, unsere Gene unterscheiden sich nicht so sehr von unseren elterlichen, wie dies bei Menschenaffen der Fall ist.
„Ein menschliches Baby wird mit weniger Mutationen geboren als ein Schimpansenbaby. Unsere Entwicklung ist etwa ein Drittel langsamer als die anderer Primaten “, sagte Mikkel Heide Schierup, Professor am Zentrum für Bioinformatik der Universität Aarhus und Mitautor der neuen Studie, gegenüber Wiedenskub.
Zusammen mit der Genetikerin Christina Hvilsom vom Kopenhagener Zoo und dem Bioinformatiker Søren Besenbacher von der Universität Aarhus verglich er die Häufigkeit menschlicher Mutationen mit der Häufigkeit von Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Mutationsrate beim Menschen in den letzten Millionen von Jahren dramatisch gesunken ist. Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht.
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Im Laufe der Zeit treten immer mehr Mutationen auf
Mutationen treten auf, wenn sich unsere Zellen teilen. Versuchen Sie beispielsweise, Ihre Hände genau zu betrachten.
Vielleicht gibt es dort mehr Falten als zuvor? Es sollte sein. Tägliche Aktivitäten und ultraviolette Strahlung der Sonne zerstören ständig unsere Zellen. Glücklicherweise regenerieren sich die Zellen von selbst.
„In 99,9% der Fälle werden sie fehlerfrei wiederhergestellt. Mit der Zeit treten jedoch immer mehr Fehler, auch Mutationen genannt, während der Wiederherstellung auf “, sagt Mikkel Heide Schirup.
Mutationen zeigen, wie wir uns entwickelt haben
Bei Mutationen, die beim Fötus in der Gebärmutter auftreten, handelt es sich um Veränderungen, die während der Zellteilung auftreten und nicht von der Mutter oder dem Vater vererbt werden.
In diesem Fall ist es jedoch falsch, sie alle Fehler zu nennen, sagt Mikkel Heide Schirup. Mutationen können nützlich, schädlich oder irrelevant sein.
„Viele Mutationen treten in keiner Weise auf, und wir verwenden sie, um den Entstehungszeitpunkt der Art zu bestimmen. Die meisten schädlichen Mutationen verschwinden schnell, und eine kleine Anzahl nützlicher Mutationen breitet sich aus und verleiht der Art neue Eigenschaften “, sagt Mikkel Heide Schirup.
Mutationen können erkennen, wann eine Person aufgetaucht ist
Laut Mikkel Heide Schirup können unterschiedliche Mutationsraten verwendet werden, um zu bestimmen, wann sich die Vorfahren von Menschen und Menschenaffen trennten und zu verschiedenen Arten wurden.
Wenn man sich die Häufigkeit menschlicher Mutationen ansieht, stellt sich heraus, dass man ungefähr 10 Millionen Jahre zurückgehen muss, um zu der Zeit zu gelangen, als wir uns von Schimpansen trennten.
"Aber wenn man bedenkt, dass die Mutationsrate bei Schimpansen höher ist als bei uns, stellt sich heraus, dass Menschen vor etwa 6,6 Millionen Jahren von Schimpansen abgewichen sind, und dies stimmt viel besser mit den fossilen Funden überein, die wir haben", sagt Mikkel Heide Schirup.
Wissenschaftler können dies herausfinden, indem sie nach Mutationen im Genom des Schimpansen suchen und diese mit der Anzahl der Mutationen vergleichen, die sie über eine Generation weitergeben. Die Mutationsraten von Schimpansen stimmen mit fossilen Befunden überein.
Beispielsweise wurden im Zeitraum von 2001 bis 2002 in der Tschadwüste in Afrika mehrere Fossilien der frühen Menschenaffen des Tschad Sahelanthropus (Sahelanthropus tchadensis) gefunden, die als gemeinsame Vorfahren von Menschen und Schimpansen gelten. Sahelanthropus lebte vor sieben Millionen Jahren.
Wissenschaftler: eine sehr interessante Studie
Der Evolutionsbiologe Morten Allentoft vom National Museum of Natural History las diese Studie. Und er ist inspiriert.
„Dies ist eine ernsthafte Studie mit einem sehr interessanten Ansatz. Sie berechneten das gemeinsame Genom mehrerer Affenfamilien, das eine beeindruckende Datenmenge lieferte “, sagte er gegenüber Wiedenskub.
„Einige Zeit gab es Verwirrung über die seltsame Diskrepanz zwischen der Mutationshäufigkeit im menschlichen Genom und dem Alter der Fossilien, wenn es um unsere evolutionäre Teilung mit Menschenaffen ging. Anstatt Menschen zu untersuchen, drehten die Forscher hier das Problem um und untersuchten unsere engsten Verwandten. Und jetzt finden sie Daten, die nur mit den Fossilienfunden übereinstimmen."
"Deshalb sind wir Menschen in diesem Zusammenhang der seltsamste Affe."
Forscher: Während des Exodus aus Afrika hätte etwas passieren können
Laut Mikkel Heide Schirup ist es schwer zu verstehen, wann die Mutationshäufigkeit einer Person zu sinken begann. Aber er schlägt vor, dass dies vor relativ kurzer Zeit passiert ist. Vielleicht erst vor 200-300 Tausend Jahren.
Morten Allentoft stimmt mit Mikkel Heide Schirup darin überein, dass die Mutationsraten beim Menschen offenbar vor relativ kurzer Zeit zurückgegangen sind. Und mit "vor kurzem" ist ein Bereich innerhalb der letzten Millionen Jahre gemeint.
„Es ist wahrscheinlich auf dem letzten Abschnitt des Astes passiert. Wenn dies früher geschehen wäre, würde das Bild nicht mit dem Alter der Fossilien übereinstimmen, da wir uns vor dem Zeitraum, in dem einige der Funde datiert sind, trennen müssten und wir glauben, dass dies unsere gemeinsamen Vorfahren sind “, sagt er.
Es ist nicht bekannt, warum wir weniger Mutationen haben
Es ist jedoch schwierig zu sagen, was die Ursache für die Abnahme der Mutationsraten sein könnte. Vielleicht ist dies eine Veränderung der Umwelt und der Lebensbedingungen, schlägt Morten Allentoft vor.
„Wir haben Afrika verlassen und den gesamten Globus übernommen. Wir wurden von allen möglichen Umweltfaktoren beeinflusst, die andere Menschenaffen möglicherweise nicht beeinflussen. Niemand weiß, wie sich dies auf die Mutationsrate auswirken könnte."
„Viele Dinge können einen Unterschied machen“, sagt Mikkel Heide Schirup. "Sowohl Umwelt- als auch biologische Faktoren wie die Tatsache, dass wir später erwachsen werden und Kinder haben."
Die Häufigkeit menschlicher Mutationen wird hauptsächlich bei Europäern untersucht
Der nächste Schritt in der Studie wird unter anderem darin bestehen, die Mutationsraten bei mehr Affen zu untersuchen, um eine genauere Schätzung zu erhalten. Außerdem werden die Forscher weitere große Affen in ihre Arbeit einbeziehen - die Bonobos.
Darüber hinaus sollten Forscher die Mutationsraten bei mehr verschiedenen Personen testen, sagt Mikkel Heide Schirup.
„Leider haben wir Informationen über die Häufigkeit von Mutationen hauptsächlich über das Material der europäischen Bevölkerung gesammelt. Jetzt müssen wir herausfinden, ob das Bild in anderen Teilen der Welt anders sein könnte“, sagt Mikkel Heide Schirup.
Morten Allentoft stimmt zu, dass dies der nächste Schritt sein sollte.
„Es wird interessant sein zu sehen, ob die Mutationsraten beispielsweise bei den Ureinwohnern des Amazonas oder Afrikas unterschiedlich sind. Vielleicht gibt uns dies Informationen darüber, wo und wann dieser Indikator in unserer Evolutionsgeschichte abgenommen hat und ob er nach dem Exodus aus Afrika passiert ist."
Es wurden mehr Mutationen als erwartet gefunden
Die neue Studie untersuchte insgesamt zehn Affenfamilien von Mutter, Vater und Jungen: sieben Schimpansenfamilien, zwei Gorillafamilien und eine Orang-Utan-Familie.
Die Forscher dokumentierten eine Reihe neuer Mutationen und fanden genetische Varianten, die nur beim Kind und nicht bei den Eltern vorhanden waren.
Dies wurde durch eine Genomsequenzierungstechnik durchgeführt, die zur Bestimmung der DNA eines Organismus verwendet wurde.
In allen Familien fanden die Forscher mehr Mutationen bei jungen Menschen als erwartet, basierend auf den Daten zu Mutationen beim Menschen.
Die Wissenschaftler stützten sich auch auf Materialien aus früheren Studien, in denen die Häufigkeit von Mutationen beim Menschen untersucht wurde.
Asbjørn Mølgaard Sørensen
