Die erste bekannte Familie von Neandertalern wurde in einer russischen Höhle gefunden

Bei der Analyse von Fossilien aus einer Höhle in Russland fanden Wissenschaftler die erste bekannte Neandertaler-Familie: einen Vater und eine Tochter im Teenageralter und andere, die möglicherweise enge Cousins ​​waren.

die Ergebnisse, Erschienen am Mittwoch in Nature, malte ein tragisches Bild unserer ausgestorbenen Verwandten, die vor Zehntausenden von Jahren Eurasien durchstreiften. Wissenschaftler sagten, die Familie, Teil einer Gruppe von 11 Neandertalern, die zusammen in der Höhle gefunden wurden, starb wahrscheinlich zusammen, möglicherweise an Hunger.

Die Studie wurde von einem Forscherteam durchgeführt, dem auch Svante Pääbo angehörte, ein schwedischer Genetiker, der seit 25 Jahren die Geheimnisse des Neandertalers entschlüsselt, indem er dessen DNA extrahierte Dreck am Höhlenboden wiederholen Gehirnzellen. Anfang dieses Monats, er einen Nobelpreis gewonnen für seine Bemühungen.

sagte Dr. Babu, Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, Deutschland. „Es war eine unglaubliche Reise.“

Für seine erste Untersuchung der Neandertaler-DNA im Jahr 1997 gruben Dr. Pääbo und seine Kollegen in einer Schädeldecke, die 1856 in einem deutschen Steinbruch entdeckt wurde. In den nächsten Jahren sammelten sie mehr DNA von anderen Museumsexemplaren und sammelten Hinweise auf die Evolution der Neandertaler und ihre Beziehungen zu lebenden Menschen. Am Ende gruben Dr. Pääbo und seine Mitarbeiter genug alte DNA aus, um sie zu rekonstruieren Das gesamte Genom des Neandertalers.

Die neue Entdeckung stammt aus einer sibirischen Höhle namens Chagyrskaya. Paläoanthropologen der Russischen Akademie der Wissenschaften begannen dort 2007 mit Ausgrabungen und entdeckten Teile von Neandertalerknochen und -zähnen. Die Forscher fanden in der Höhle auch 90.000 Steinwerkzeuge sowie abgeschlachtete Bisonknochen.

Die Höhle diente möglicherweise als saisonales Zuhause für Neandertaler. Vielleicht kamen sie nach Chagyrskaya, um Bisons zu jagen, die jedes Jahr wandern, um in den nahe gelegenen Graslandschaften zu grasen.

2020 stellten Dr. Pääbo und Kollegen vor veröffentlicht Erste DNA-Entdeckungen aus Chagyrskaya: ein vollständiges Genom, das vom Fingerknochen einer Neandertaler-Frau gesammelt wurde. Ihre Gene zeigten, dass sie den Neandertalern im mehr als 3.000 Meilen entfernten Kroatien näher war als den 65 Meilen entfernten in einer anderen Höhle namens Denisova.

Diese Verwandtschaft weist darauf hin, dass die Neandertaler in Sibirien keiner einzigen Population angehörten. Sie dehnten sich mindestens zweimal von Europa nach Osten aus – zuerst nach Denisova und dann nach Zehntausenden von Jahren nach Chgerskaya.

Dr. Pääbos Team hat weitere Neandertaler-Fossilien aus der Höhle getestet. Sie infizierten einen genetischen mütterlichen Komplex und endeten mit der DNA von 11 Personen: sechs Erwachsenen und fünf Kindern. Die Fossilien – zusammen mit Steinwerkzeugen und Bisonknochen – siedelten sich in derselben Sedimentschicht in der Höhle an.

„Archäologen nennen das eine ‚kurze Karriere‘“, sagt Laurits Skov, Postdoktorand an der University of California, Berkeley, der Mitautor der neuen Studie war. Mit anderen Worten, alle Knochen waren in dieser Schicht eingeschlossen Schmutz über einen relativ kurzen Zeitraum, von geologisch: „Aber das Wort ‚kurz‘ bedeutet hier zweitausend Jahre oder weniger.“

Dr. Skov glaubt jedoch, dass 11 Neandertaler alle ungefähr zur gleichen Zeit lebten. Denn viele von ihnen waren nahe Verwandte.

Um nach Verwandtschaftsverhältnissen zwischen Neandertalern zu suchen, scannten Dr. Skov und seine Kollegen die DNA des Fossils auf kleine Unterschiede. Zwei der Fossilien teilten genug Unterschiede, dass sie Verwandte ersten Grades waren. Einer kam von einem kaputten Absatz, der einem erwachsenen Mann zu gehören scheint. Die andere stammte aus einem Alter, das von einer weiblichen Teenagerin zu stammen schien. Wenn diese Altersschätzungen korrekt sind, stammen die Proben möglicherweise von Geschwistern oder von einem Vater und einer Tochter.

DNA aus den Fossilien ermöglichte es den Forschern, die Beziehung genauer zu bestimmen. Wissenschaftler haben sich die Tatsache zunutze gemacht, dass Mütter einen zusätzlichen Satz von Genen an ihre Kinder weitergeben, genannt Mitochondriale DNA. Der Chagyrskaya-Typ und das Mädchen hatten unterschiedliche mitochondriale DNA, was eine Geschwisterbeziehung ausschließt.

„Das bedeutet, dass wir beweisen können, dass es sich tatsächlich um einen Vater und eine Tochter handelte“, sagte Dr. Skov.

Andere Ausgrabungen haben Hinweise auf andere familiäre Beziehungen geliefert. Der Vater stand zwei anderen erwachsenen Männern in Chagyrskaya nahe. Eine erwachsene Frau und ein Junge teilten auch genug DNA, dass sie wahrscheinlich miteinander verwandt sind.

Dr. Skov sagte, dass Neandertaler mit der Tatsache verwandt seien, dass sie alle auf einmal starben. „Es schien ein Ereignis zu sein, bei dem sie alle starben“, sagte Dr. Skov. Wenn sie zu unterschiedlichen Zeiten starben, würde dies bedeuten, dass die Gruppe über viele Jahre in dieselbe Höhle zurückgekehrt wäre, um jedes Mitglied zu begraben – ein Szenario, das Dr. Skov für höchst unwahrscheinlich hält.

Forscher haben weitere Beweise dafür gefunden, dass Neandertaler in großer Zahl starben. Im Jahr 2010 ein Team von Forschern in Spanien genannt Dutzende von Neandertalern starben vor etwa 49.000 Jahren, als das Dach einer Höhle über ihnen einstürzte.

Dr. Skov sagte, dass es in Chrysostomus keine Anzeichen für eine solche Katastrophe gebe. Es wurde spekuliert, dass die Bisonjagden der Band ein Jahr lang fehlschlugen, was zu Hunger führte.

Keiner der elf Neandertaler in Chgerskaya zeigte irgendeine genetische Verbindung zu Neandertalern in der Denisova-Höhle. Aber Dr. Skov und seine Kollegen entdeckten eine Verbindung zu einer dritten Höhle in der Nähe, die als Okladnikov bekannt ist. Zwei Neandertaler-Fossilien, die in Okladnikov gefunden wurden, haben genetische Verbindungen zu Chygerskaya. Dr. Skov und seine Kollegen kombinierten 13 Neandertaler aus den beiden Höhlen, um das genetische Profil ihrer gesamten Population zu erstellen.

In einer Analyse verglichen sie die genetische Vielfalt von Männchen und Weibchen. Die Forscher fanden heraus, dass die Y-Chromosomen von Männern etwas ähnlich waren. Andererseits war die mitochondriale DNA, die von Müttern an ihre Babys weitergegeben wurde, sehr vielfältig.

Dieses Muster tritt bei vielen Menschen auf Gemeinschaften Männer neigen dazu, in der Gruppe zu bleiben, in die sie hineingeboren wurden, und Frauen wechseln oft vor der Geburt in neue Gruppen. Dr. Skov und seine Kollegen kamen zu dem Schluss, dass Frauen bei Neandertalern von einer Bande zur nächsten wechselten.

„Wir schätzen, dass 60 bis 100 Prozent der Frauen in jeder Gemeinde tatsächlich aus anderen Gemeinden stammen“, sagte Dr. Skov.

Dr. Skov und seine Kollegen fügten dann die genetische Vielfalt der Neandertaler hinzu, um Hinweise auf ihre Populationsgröße zu erhalten. Größere Populationen weisen tendenziell eine größere genetische Vielfalt auf.

„Wenn wir uns diese besonderen Muster der Vielfalt ansehen, die wir in den Daten sehen, können wir sehen, dass es nicht viel davon gibt“, sagte Dr. Skov.

Dieser Mangel an Vielfalt bedeutet wahrscheinlich, dass sibirische Neandertaler in kleinen Gruppen von 20 oder weniger Menschen lebten. Das bedeutet auch, dass die Gesamtpopulation der Neandertaler in Sibirien sehr gering war – vielleicht weniger als tausend. „Sie ähneln denen von Berggorillas, die eine vom Aussterben bedrohte Art sind“, sagte Dr. Skov.

Lara Cassidy, eine Genetikerin am Trinity College Dublin, die nicht an der Studie beteiligt war, warnte davor, dass die Arbeit möglicherweise nur die soziale Struktur der Neandertaler enthülle, die am östlichen Rand ihrer Gruppe lebten.

Sie stellte fest, dass die strengen sibirischen Winter ihre Zahl möglicherweise niedriger gehalten haben als anderswo. Die Gewinnung von DNA von Gruppen von Neandertalern im Nahen Osten oder in Europa könnte ein klareres Bild davon vermitteln, wie sie im gesamten Verbreitungsgebiet lebten.

„Es wird noch mehr kommen, also ist dies ein Meilenstein“, sagte sie.