Innenohr erklärt menschliche Wanderung aus Afrika

Afrika wird weitgehend als der Herkunftsort der ersten modernen Menschen akzeptiert, und ihre Verbreitung ausgehend vom Heimatkontinent ist durch genetische Daten gut dokumentiert. Forscher haben im Rahmen des teilweise vom Europäischen Forschungsrat finanzierten CAMERA-Projekts neue Erkenntnisse über die frühe Wanderung von Menschen aus Afrika heraus veröffentlicht, die sie durch die Analyse des Hohlraumsystems im Innenohr gewonnen haben.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht. Das internationale Forscherteam unter Leitung von Paläoanthropologen der Universität Zürich nutzte die Computertomographie (CT), um von Bevölkerungsgruppen aus aller Welt 3D-Modelle von der Innenohrstruktur in hoher Auflösung zu erhalten. Die drei untersuchten Innenohrabschnitte – das Gleichgewichtsorgan, die Bogengänge und die Hörschnecke – sind aufgrund ihrer schleifenartigen, labyrinthischen Struktur auch als das „knöcherne Labyrinth“ bekannt.

Unterschiede innerhalb und zwischen Bevölkerungsgruppen

Die CT-Daten wurden anhand einer Stichprobe von 221 antiken Schädeln gewonnen, die 22 Bevölkerungsgruppen aus der ganzen Welt aus den vergangenen 6 000 Jahren repräsentieren. Sie stammen aus Mitteleuropa, Japan und Indonesien. Ihre Analyse ergab, dass die Vielfalt der Labyrinthform innerhalb von Bevölkerungsgruppen stärker ausgeprägt ist als zwischen Bevölkerungsgruppen.

In einer Pressemitteilung der Universität Zürich sagten die Forscher, dass „morphologische Daten von Schädel und Skelett oftmals nur bedingt Schlussfolgerungen bezüglich des geografischen Verteilungsmusters zulassen, besonders aufgrund der vielen Arten, wie sich das menschliche Skelett an die örtlichen Umweltbedingungen anpasst.“ Sie betonten, dass die Morphologie des Innenohrs „ein guter Indikator für die Bevölkerungsgeschichte und die Ausbreitung des Menschen ist.“

Marcia Ponce de Léon, eine der Forscherinnen, wird in derselben Pressemitteilung zitiert: „Dieses typisch menschliche Variationsmuster ist auch aus genetischen Vergleichsdaten bekannt.“ Sie fügte hinzu: „Es zeigt, dass alle Menschen sehr eng verwandt sind und ihre Wurzeln in Afrika liegen.“

In ihrer Analyse erkannten die Forscher Verbindungen zwischen Morphologie, Genen und Geografie. Sie stellten fest, dass die Unterschiede in der Form des knöchernen Labyrinths stärker ausgeprägt sind, je weiter man von Afrika entfernt ist. Darüber hinaus zeigten sie, dass die menschliche Evolution trotz der funktionalen Rolle, die das knöcherne Labyrinth bei der Unterstützung des Gleichgewichts und des Hörens spielt, überraschend viele Variationen innerhalb des Ohres zugelassen hat.

DNS-Extraktion

Das Team empfiehlt, dass künftige Studien morphologische Daten von Skelettproben in hoher Auflösung erfassen und anschließend destruktive Techniken anwenden, wie die genetische Probenahme, um organisches Material aus Strukturen wie dem Felsenbein oder den Zähnen zu extrahieren. Das Felsenbein, das Teil des Schläfenbeins am Schädel und einer der härtesten, dichtesten Knochen im Körper ist, schützt die Strukturen des Innenohrs.

„Da die Felsenbeine das Hauptziel der antiken DNS-Rückgewinnung geworden sind, schlagen wir vor, dass alle destruktiven Studien zunächst 3D-Computertomographiedaten in hoher Auflösung erheben, ehe sie invasive Stichproben nehmen“, so die Forscher im Artikel in der Fachzeitschrift. Abschließend sagten sie: „Diese Daten werden ein wichtiges Archiv der morphologischen Variation in früheren und derzeitigen Bevölkerungsgruppen darstellen und Vergleiche von Genotypen und Phänotypen auf individueller Basis ermöglichen.“

Das laufende CAMERA-Projekt (Characterizing Adaptation and Migration Events with Modern and Ancient Genomes), das die Studie unterstützt hat, zielt darauf ab, Daten zu generieren und zu analysieren, um die molekulare Basis der menschlichen Anpassung an hohe Höhen zu verstehen. Darüber hinaus untersucht es den zeitlichen Ablauf des Kontakts zwischen Polynesien und Südamerika. Es wird statistische Ansätze entwickeln, die antike und moderne genetische Daten kombinieren, um den Zeitablauf und die Intensität eines sogenannten „selective sweep“ und eines Mischungsereignisses abzuschätzen.

Weitere Informationen:
CAMERA-Projekt