Paläogenetik – molekulare Aktivierung der Humanevolution

Präsentation zum Thema: "Paläogenetik – molekulare Aktivierung der Humanevolution"—  Präsentation transkript:

1 Paläogenetik – molekulare Aktivierung der Humanevolution
Prof. Dr. Gerd-Christian Weniger Neanderthal Museum

2 Weltausstellung Paris
Erforschung der Humanevolution Weltausstellung Paris 1867 Neanderthal 1856 Kulturhistorische Perspektive Biologische Perspektive

3 Erforschung der Humanevolution
Methodisches Vorgehen Historische Realia Archäologie Paläoanthropologie Anonymität Individuum Direkte Produkte menschlichen Verhaltens Ergebnis biologischer Anpassung Vergleichende Morphometrie

4 Gewichtung der Perspektiven
Erforschung der Humanevolution Gewichtung der Perspektiven Kultur Paläoanthropologie Archäologie Biologie

5 Verschiebung der Gewichtung
Erforschung der Humanevolution Verschiebung der Gewichtung Kultur Humanevolution Zunahme der Zeugnisse Biologie

6 Anatomisch moderner Mensch Meinungsführerschaft
Erforschung der Humanevolution Ende des Diskurses Anatomisch moderner Mensch Neanderthaler Archäologie Humanevolution Paläoanthropologie Meinungsführerschaft

7 Paläoanthropologie und Archäologie
Das Neanderthaler-Problem Unterschiede in der Morphologie bedingen Unterschiede im Verhalten Zwei Spezies Verdrängung ohne Vermischung

8 Neuer Akteur - Paläogenetik
Statistische Analyse der mtDNA des aktuellen Genpools n = 147 Personen Cann et al. 1987: Mitochondrial DNA and human evolution. Nature 325

9 Out of Africa II / Recent African Origin
Paläogenetik Afrikanische Eva Wir können idealtypisch auf eine afrikanische Frau zurückgeführt werden Out of Africa II / Recent African Origin

10 Paläoanthropologie und Paläogenetik
Das Neanderthaler-Problem Unterschiede in der Morphologie bedingen Unterschiede im Verhalten Zwei Spezies Verdrängung ohne Vermischung

11 Neanderthals Were Not Our Ancestors
Paläogenetik Extraktion von menschlicher mtDNA aus fossiler Probe Neanderthals Were Not Our Ancestors Krings et al. 1997: Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans.

12 Paläogenetik Problem: Gendrift / Populationsgröße / Demographie
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

13 Paläoanthropologie Anatomisches Erbe des Neanderthalers
1998 Lagar Velho

14 Vermischungsszenarien
Paläogenetik Vermischungsszenarien bis zu 25 % Wahrscheinlichkeit gering möglich Variablen: Gendrift / Populationsgröße / Demographie Serre et al. 2004: No Evidence for Neanderthal mtDNA Contribution to Early Modern Humans. PLoS Biology 2 (3),

15 X-Chromosom / Pseudogen RRM2P4 Archaische asiatische Introgression
Paläogenetik X-Chromosom / Pseudogen RRM2P4 Archaische asiatische Introgression Garrigan et al. 2005: Evidence for Archaic Asian Ancestry on the Human X Chromosome. Molecular Biology and Evolution 22 (2),

16 Paläogenetik 120 Gene von 22 Individuen europäischer Abstammung
Neanderthalerbeitrag bis zu 5 % möglich Plagnol & Wall 2006: Possible Ancestral Structure in Human Populations. PLoS Genetics, 2 (7), E105

17 Rekonstruktion des Neanderthalergenoms ist möglich
Paläogenetik Rekonstruktion des Neanderthalergenoms ist möglich Green et al. 2006: Analysis of one million base pairs of Neanderthal DNA. Nature 444,

18 Archaische Introgression
Paläogenetik Archaische Introgression 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

19 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,

20 Paläogenetik Rekonstruktion des Neanderthalergenoms aus fossilen Proben Neanderthalerbeimischung von ca. 2,5 % bei Europäern und Asiaten Green et al. 2010: A draft sequence of the Neandertal genome. Science 382,

21 Neanderthaler / Denisova-Mensch / Moderner Mensch
Paläogenetik Denisova-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,

22 Vermischung vor 80.000 Jahren nur im Vorderen Orient
Paläogenetik Vermischung vor Jahren nur im Vorderen Orient Europa Asien Afrika Green et al. 2010: A draft sequence of the Neandertal genome. Science 382,

23 Rekonstruktion von Besiedlungsgeschichte (mtDNA)?
Paläogenetik Rekonstruktion von Besiedlungsgeschichte (mtDNA)? Zusammenbruch der europäischen Neanderthalerpopula-tion um 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),

24 Demographie westliches Mittelmeergebiet
Besiedlungsgeschichte Demographie westliches Mittelmeergebiet SFB 806 Diskontinuität Rückzug Expansion Schmidt et al. 2012: Rapid climate change and variability of settlement patterns in Iberia during the Late Pleistocene. Quaternary International 274,

25 Westliches Mittelmeergebiet Paradigma der Paläoanthropologie:
Besiedlungsgeschichte Westliches Mittelmeergebiet SFB 806 Neanderthaler Mittelpaläolithikum Paradigma der Paläoanthropologie: Kein Kontakt ? Anatomisch Moderne Mittelpaläolithikum

26 Besiedlungsgeschichte
Westliches Mittelmeergebiet 125 Individuen aus 7 Regionen Nordafrikas Neanderthalerbeimischung in Grau Sanchez-Quinto et al. 2012: North African Populations Carry the Signature of Admixture with Neanderthals. PLoS ONE, 7 (10), e47765.

27 Besonderheiten der Paläogenetik
Enorme Forschungsdynamik Hohe räumliche Auflösung der Daten, deutlich sensibler als morphometrische Skelettdaten Problem der Kontamination Vervielfachung der Datenmenge durch Interpolation von Daten aus dem rezenten Genpool Ergebnisse beruhen auf komplexen statistischen Rechen- modellen und bewegen sich auf dem Niveau von Hypothesen mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit

28 Paläogenetik und Archäologie
Das Neanderthaler-Problem heute Unterschiede in der Morphologie bedingen nicht zwangsläufig Unterschiede im Verhalten Ausbreitung mit Vermischung Unterschiedliche Formen derselben Spezies

29 Paläogenetik und Archäologie
Optimierung der Zusammenarbeit zwischen den beiden 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