Evolution: Zuvorderst stehen hat Vorteile

Die meisten Bevölkerungsgruppen sind das Ergebnis einer Serie von Ausbreitungen, die seit der Zeit als der Mensch vor etwa 50‘000 Jahren den afrikanischen Kontinent verliess, um den Rest der Welt zu besiedeln, stattgefunden haben. Wie aber haben diese Vorgänge die heutige Bevölkerungsvielfalt beeinflusst?

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Damian Labuda an der Universität von Montreal, von Hélène Vézina von der Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) und von Laurent Excoffier von der Universität Bern und dem SIB Schweizerischen Institut für Bioinformatik hat die Auswirkungen rascher territorialer und demografischer Ausbreitung auf die jüngere Evolution des Menschen untersucht. Mit Hilfe von Stammbaumaufzeichnungen von mehr als einer Million Individuen in einer kürzlich besiedelten Region von Quebec zeigen sie, dass Vorläufer am Rande einer Kolonisierungswelle einen selektiven Vorteil hatten, so dass deren Gene heute vorherrschend in der ganzen Population zu finden sind. Ähnliche Abläufe dürften sich auch in anderen Regionen auf der Erde abgespielt haben, und damit kommt die Studie zu dem Schluss, dass Ausbreitungen eine wesentliche Rolle in der Evolution des Menschen gespielt haben. Die Resultate dieser Studie werden heute in der angesehenen Wissenschaftszeitschrift «Science» veröffentlicht.

Die genauen Mechanismen von Bevölkerungs-Ausdehnungen sind schwierig zu studieren, da sie sich über mehrere Generationen und über hunderte oder tausende von Jahren hinwegziehen. Die Ausbreitung des Menschen in die Charlevoix Saguenay-Lac-Saint-Jean Region von Quebec bot Forschern dank einer langjährigen und kompletten Stammbaumaufzeichung anhand von Kirchenbüchern eine einmalige Gelegenheit, eine solche Gebiets-Erweiterung in Echtzeit zu studieren. Die Abstammungen aller Paare, die in dieser Region zwischen 1686 und 1960 heirateten, wurden mithilfe der von Hélène Vézina verwalteten BALSAC Datenbank rekonstruiert.

Die Analyse dieses enormen Stammbaums von mehr als einer Million Individuen zeigt, dass die in der heutigen Population vorgefundenen Gene meist von Vorfahren stammen, die an oder Nahe der Front der Besiedlungswelle gelebt haben. «Wir wussten, dass die Ausbreitung von Spezies in neue Gebiete die Verbreitung von seltenen Mutationen durch ein als ‚Gen-Surfing‘ bekanntes Phänomen begünstigt. Nun aber entdecken wir, dass die Selektion am Rande der Welle dieses Surfing noch verstärkt. Dies erweist sich als langfristigen evolutionären Vorteil für Menschen, die in der ersten Reihe stehen», sagt Excoffier.

Frauen an der Ausbreitungsfront hatten einen selektiven Vorteil

«Wir finden, dass Familien, die an der Spitze einer Ausdehnung in neue Territorien lebten, ihren Fortpflanzungserfolg erhöhten», erklärt Labuda. Frauen an der Spitze der Ausbreitung heirateten im Schnitt ein Jahr früher als Frauen im Zentrum und hatten 15 Prozent mehr Kinder und sogar 20 Prozent mehr verheiratete Kinder. Die höhere Fortpflanzungsrate am Rande der Ausbreitung deckt sich mit dem erhöhten Ressourcenreichtum und dem geringeren Konkurrenzkampf, um diese Ressourcen zu erschliessen. «Die Menschen konnten effektiv jünger heiraten, da am Rande mehr Ackerland zur Verfügung stand als im Zentrum, wo Nutzflaächen meist schon besetzt waren», sagt Excoffier.

Die menschliche Neugier, auch ein Überbleibsel vergangener Migrationen?

Auch andere menschliche Eigenschaften, die nicht direkt vom Forscherteam untersucht und analysiert wurden, könnten während diesen Ausbreitungswellen entstanden sein. Wenn es Eigenschaften gibt, die Ausbreitungen und Besiedlungen begünstigen, ist es wahrscheinlich, dass sie sich während früherer Ausdehnungen entwickelt haben. Oder mit anderen Worten, die menschliche Neugier, dass Verlangen, über den nächsten Hügel oder die nächste Bergkette zu spähen, könnte eine dieser vererbten Eigenschaften sein. «Es ist spannend zu sehen, wie eine regionale Studie über eine begrenzte Population in Quebec neue Einsichten über menschliche Prozesse bringen kann, die sich während tausenden von Jahren abspielten. Die genealogische Datenbank BALSAC ist ein wertvolles Instrument für sozialwissenschaftliche und genetische Forschung, und diese Studie ist eine eindrückliche Demonstration ihrer Möglichkeiten», sagt Vézina.

Über das SIB:

Das SIB Schweizerische Institut für Bioinformatik ist eine akademische, gemeinnützige Stiftung. Sie verbündet die Aktivitäten der Bioinformatik in der ganzen Schweiz. Sein Auftrag umfasst einerseits das Erbringen von Kern-Dienstleistungen sowohl für die nationale als auch die internationale naturwissenschaftliche Forschungsgemeinschaft in Schlüsselbereichen wie der Genomik, der Proteomik und der Systembiologie. Andererseits führt und koordiniert das SIB den Bereich der Bioinformatik in der Schweiz. Es verfolgt eine langjährige Tradition in der Entwicklung modernster Software für die naturwissenschaftliche Forschung und in der Erstellung sorgfältig annotierter Datenbanken. Das SIB besteht aus 31 Forschungs- und Dienstleistungsgruppen von Weltrang, welche über 450 Forscher in den Bereichen der Proteomik, Transkriptomik, Genomik, Systembiologie, Strukturbiologie, Evolutionsbiologie, Modellierung, Bildverarbeitung, Biophysik und Populationsgenetik in Basel, Bern, Freiburg, Genf, Lausanne und Zürich vereinen. Die Fachkenntnis des SIB wird weithin geschätzt, und seine Dienstleistungen werden weltweit von Forschern der Life Sciences in Anspruch genommen.

Quelle: SIB