Vor 800.000 Jahren überlebte laut einer neuen Studie nur ein Prozent aller Menschen. Forscher erkannten dank neuer Methode die Ursachen.

Kassel – Die menschliche Spezies ist an einem Punkt in der Vergangenheit wohl nur knapp davor gewesen, auszusterben. Laut einem Modell in einer Studie, die am 31. August in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, brach die Population menschlicher Vorfahren vor 800.000 bis 900.000 Jahren zusammen. Die Forscher schätzen, dass in diesem Übergang vom frühen zum mittleren Pleistozän nur 1280 fortpflanzungsfähige Individuen lebten.

Laut der Studie gingen zu Beginn dieses etwa 117.000 Jahre andauernden Engpasses der Vorfahren etwa 98,7 Prozent der Population verloren. So erklärt sich das Team von Wissenschaftlern aus den USA, Italien und China die große Lücke, die im afrikanischen und eurasischen Fossilienbestand herrscht.

Vom Aussterben bedroht – neue Methode kann „Flaschenhals“ in menschlicher Population erkennen

Während des späten Pleistozäns breiteten sich moderne Menschen über die afrikanischen Kontinente hinaus aus und andere Menschenarten wie der Neandertaler begannen auszusterben. Ein archäologischer „Sensationsfund“ in Niedersachsen verriet zuletzt neue Erkenntnisse über die Neandertaler. Auch auf dem australischen Kontinent und in Amerika gab es zum ersten Mal Menschen. Und das Klima war im Allgemeinen kalt.

Diese Ära ist vor allem für ihre riesigen Eisschichten und Gletscher bekannt, die sich um den Planeten bewegten. Und so viele der Landstriche formten, die wir heute auf der Erde sehen. In der neuen Studie verwendete das Team eine neue Methode namens „Fast Infinitesimal Time Coalescent Process“ – kurz FitCoal. So wurde versucht, alte demografische Schlussfolgerungen mit modernen menschlichen Genomsequenzen von 3154 Personen zu ermitteln.

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„Die Tatsache, dass FitCoal den uralten schwerwiegenden Flaschenhals mit nur wenigen Sequenzen erkennen kann, stellt einen Durchbruch dar“, sagte Yun-Xin FU, Co-Autor der Studie und theoretischer Populationsgenetiker am University of Texas Health Science Center in Houston, in einer Erklärung. FitCoal half dem Team bei der Berechnung, wie dieser uralte Verlust an Leben und genetischer Vielfalt aussah, indem es aktuelle Genomsequenzen von zehn afrikanischen und 40 nichtafrikanischen Populationen verwendete.

Lücke in Fossilienbeständen könnte mit Extremwetter erklärt werden

„Die Lücke in den afrikanischen und eurasischen Fossilienbeständen lässt sich chronologisch durch diesen Engpass in der frühen Steinzeit erklären“, sagte der Co-Autor der Studie und Anthropologe der Universität Sapienza, Giorgio Manzi. „Es fällt mit diesem Zeitraum zusammen, in dem es zu einem erheblichen Verlust fossiler Beweise kam.“

Doch warum starben plötzlich so viele Menschen? Einige der möglichen Gründe für den dramatischen Bevölkerungsrückgang hängen wohl hauptsächlich mit klimatischen Extremen zusammen. Die Temperaturen änderten sich, schwere Dürren hielten an und die Nahrungsquellen gingen möglicherweise zurück, da Tiere wie Mammuts, Mastodonten und Riesenfaultiere ausstarben. Der Studie zufolge könnten durch diesen Engpass schätzungsweise 65,85 Prozent der aktuellen genetischen Vielfalt verloren gegangen sein. Der Verlust der genetischen Vielfalt verlängerte den Zeitraum, in dem nur wenige Menschen sich erfolgreich fortpflanzen konnten, und stellte eine große Bedrohung für die Art dar.

Die Gletscher schmelzen – So verändert der Klimawandel die Erde

Auch der Rhonegletscher, der älteste Gletscher der Alpen, wird durch spezielle Decken vor dem Schmelzen geschützt. So soll verhindert werden, dass die Gletscher in den Alpen verschwinden.

Ein Eisberg schwimmt im Juni 2019 durch die Bonavista Bay in Neufundland. Wasser von Eisbergen gilt als „rein“ und wird für bestimmte Produkte vermarktet – unter anderem für Wodka, Likör, Bier und Kosmetik. Gleichzeitig schmilzt das Eis dieser Erde immer schneller – eine schlechte Kombination.

Ein Eisberg an der südöstlichen Küste Grönlands kalbt: Eine große Eismasse bricht vom Apusiajik-Gletscher ab und stürzt ins Wasser.

Der Aletsch-Gletscher ist der größte Gletscher in den Alpen. Wenn nichts getan wird, um den Klimawandel aufzuhalten, könnte er bis zum Ende des Jahrhunderts komplett verschwinden, hat eine Studie im Jahr 2019 gezeigt.

Das Foto stammt aus dem Jahr 2007, doch an der Situation hat sich seitdem nicht viel geändert: Die massiven Gletscher Tibets leiden unter dem Klimawandel und schmelzen. In den vergangenen Jahrzehnten sei das Eis in dieser Region zehnmal schneller geschmolzen als in den Jahrhunderten davor, heißt es in einer Studie aus dem Jahr 2019. Seit der letzten kleinen Eiszeit seien zwischen 400 und 600 Kubikkilometer Eis verschwunden – das entspricht dem gesamten Eisvolumen der europäischen Alpen, des Kaukasus und von Skandinavien.

Der Gletscher Nr. 12 im Laohugou-Tal im westlichen Teil des Qilian-Gebirges in der nordwestchinesischen Provinz Gansu ist der längste Gletscher im Qilian-Gebirge. Da er aufgrund des Klimawandels schrumpft, sind Ausflüge zu dem Gletscher verboten.

Im Sommer 2010 ist vom Petermann-Gletscher vor der Nordwestküste Grönlands ein gewaltiger Eisbrocken abgebrochen. Das Bruchstück hat etwa zweieinhalb Mal die Fläche der Insel Sylt, mit dem Wasser, aus dem der Eisbrocken besteht, könnte der gesamte Wasserverbrauch der USA für vier Monate gestillt werden.

Während seiner Zeit als Bundesaußenminister besucht Heiko Maas (l., SPD) Gletscher bei Pond Inlet in der kanadischen Arktis. Die Erderwärmung ist in dieser Region zwei bis drei Mal so stark wie in anderen Weltregionen.

Wie konnte eine so kleine Population trotz der widrigen Bedingungen so lange überleben?

Dieser Engpass könnte jedoch auch zu einem Artbildungsereignis beigetragen haben, das auftritt, wenn zwei oder mehr Arten aus einer einzigen Abstammungslinie entstehen. Während dieses Artbildungsereignisses könnten zwei Ahnenchromosomen zusammengekommen sein, um das zu bilden, was heute beim modernen Menschen Chromosom 2 ist. Chromosom 2 bezeichnet das zweitgrößte menschliche Chromosom und umfasst etwa 243 Millionen Bausteine von DNA-Basenpaaren. Das Verständnis dieser Spaltung half dem Team dabei, den letzten gemeinsamen Vorfahren der Denisova-Menschen, Neandertaler und Homo sapiens (modernen Menschen) zu bestimmen.

„Der neuartige Befund eröffnet ein neues Feld in der menschlichen Evolution, weil er viele Fragen aufwirft, etwa nach den Orten, an denen diese Individuen lebten, wie sie die katastrophalen Klimaveränderungen überstanden haben und ob die natürliche Selektion während des Engpasses die Entwicklung des menschlichen Gehirns beschleunigt hat“, äußerte Yi-Hsuan Pan, ein Co-Autor der Stduie und Experte für Evolution und funktionelle Genomik der East China Normal University.

In zukünftigen Studien könnten Forscher weiterhin Antworten darauf finden, wie eine so kleine Population trotz der widrigen Klimabedingungen überlebte. Es ist möglich, dass das Erlernen der Kontrolle von Feuer und ein Klima, das begann, freundlicher für das menschliche Leben zu werden, zum raschen Anstieg der menschlichen Bevölkerung vor etwa 813.000 Jahren beigetragen haben.

Experte sicher: „Ergebnisse sind erst der Anfang“

„Diese Ergebnisse sind erst der Anfang“, sagte ein weiterer Co-Autor, der theoretische Populationsgenetiker und Computerbiologe LI Haipeng vom Shanghai Institute of Nutrition and Health. „Zukünftige Ziele mit diesem Wissen zielen darauf ab, ein vollständigeres Bild der menschlichen Evolution während dieser Übergangszeit vom frühen zum mittleren Pleistozän zu zeichnen, um das Geheimnis der frühen menschlichen Abstammung und Evolution zu lösen.“

In Großbritannien machen Forscher einen riesigen Fund. Sie entdecken Knochen von fünf Mammuts und unzähligen weiteren Tieren. (cgsc)

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