„Größter Stammbaum“ hilft dabei, die gesamte Menschheitsgeschichte zurückzuverfolgen
Forscher des Big Data Institute der Universität Oxford haben eine Herkulesaufgabe bewältigt und alte und moderne DNA kombiniert, um den größten jemals erstellten Stammbaum zu analysieren, der satte 100.000 Jahre zurückreicht! Die Studie, die Anfang dieser Woche in der Zeitschrift Human Evolution veröffentlicht wurde, ermöglicht es dem Einzelnen, seine weit entfernten Vorfahren zu ermitteln und Verbindungen zu heute lebenden Menschen herzustellen.
So wie ein Familienstammbaum zeigt, wie eine Person mit ihren Eltern oder Geschwistern verwandt ist, zeigt die genetische Genealogie, welche Gene zwei Personen gemeinsam haben, sagt der Hauptautor Anthony Wilder Wohns, ein Postdoktorand am Broad Institute des MIT und Harvard.
Der größte Stammbaum, der jemals vom Oxford Big Data Institute erstellt wurde, umfasst über 50 000 Generationen von Menschen! (Evolution des Menschen)
Der größte Stammbaum mit 50.000 Generationen an Daten
„Einfach ausgedrückt, haben wir den größten menschlichen Stammbaum aller Zeiten erstellt“, so Wohns. „Wir haben eine einzige Genealogie, die die Abstammung der gesamten Menschheit nachzeichnet und zeigt, wie wir alle heute miteinander verwandt sind. Es geht im Grunde darum, die gesamte Geschichte der Menschheit zu verstehen, die in unseren Genen geschrieben steht. Im Wesentlichen rekonstruieren wir die Genome unserer Vorfahren und verwenden sie, um eine Reihe miteinander verbundener evolutionärer Bäume zu bilden, die wir als 'Baumsequenz' bezeichnen“, erklärt Wohns.
Diese Mammutaufgabe wäre ohne die hochentwickelte und rechenintensive Technologie, die die humangenetische Forschung in den letzten zwanzig Jahren buchstäblich revolutioniert hat, nicht möglich. Es wurden genetische Daten von Hunderttausenden von Individuen generiert, einschließlich Tausender prähistorischer Möglichkeiten, die den Weg für Individuen in den entferntesten und unzugänglichsten Orten ebnen, um zu sehen, wie sie möglicherweise mit weit entfernten Menschen verwandt sind.
Die Hauptautoren der Studie, Wohns und Yan Wong, erläuterten in einem Artikel in The Conversation, wie sie den größten Stammbaum der Welt erstellt haben. Dieser riesige Stammbaum der jüngsten menschlichen Evolution wurde aus 215 verschiedenen menschlichen Populationen aus unterschiedlichen Zeiten und geografischen Regionen „gebaut“. Die Genealogie, also die Abstammungslinien von unseren gemeinsamen Vorfahren, umfasst die Genome von 3 601 Menschen aus drei verschiedenen Datensätzen sowie acht hochwertige alte Genome.
Die alten Genome stammen von drei Neandertalern, die bis vor etwa 40 000 Jahren in Eurasien lebten, einem Denisovaner (basierend auf einem Knochensplitter, der in einer sibirischen Höhle gefunden wurde) und einer Familie von vier Menschen aus der russischen Altai-Afanasievo-Kultur, die vor 4 500 Jahren in Südsibirien lebte. Einige der in der Studie verwendeten DNA-Proben waren 100.000 Jahre alt!
Ausgehend von der „Wurzel“ des Baums ergaben die nachfolgenden Generationen eine Reihe von 13 Millionen miteinander verknüpften „Baumsequenzen“, die schätzungsweise 27 Millionen gemeinsame Vorfahren umfassen.
Proben aus verschiedenen Zeiten, geografischen Regionen und Populationen wurden verarbeitet, sequenziert und mit einer Vielzahl von Techniken analysiert. Die resultierenden Datensätze enthalten echte Variationen, aber auch komplexe Muster fehlender Daten und Fehler. „Dies macht die Kombination von Daten zu einer Herausforderung und behindert die Bemühungen, ein möglichst vollständiges Bild der menschlichen Genomvariation zu erstellen“, schreiben die Forscher in ihrer Studie.
Darwins „Out of Africa“-Theorie, wie sie in dieser Karte dargestellt ist, wurde auch durch die jüngste „größte“ Stammbaumstudie weitgehend bestätigt. Rot steht für Homo sapiens, helles Gelb für Neandertaler und dunkleres Gelb für Homo erectus. (NordNordWest / Public Domain)
Die Stammbaumstudie beweist Darwins „Out of Africa“-Theorie
Die jüngste Stammbaumstudie bestätigt auch die Darwinsche Hypothese der Evolution aus Afrika heraus. Die Studie zeigt eindeutig, dass der größte Teil der menschlichen Evolution in Afrika stattfand, bevor vor 70.000 Jahren eine große Bewegung aus dem Kontinent heraus beobachtet wurde. Außerdem sind die größte genetische Vielfalt und die ältesten menschlichen Vorfahren auf dem afrikanischen Kontinent zu finden. Interessanterweise erbrachten die Daten auch Hinweise auf unbekannte menschliche Wanderungen in der Vergangenheit. So wurde zum Beispiel eine frühere menschliche Präsenz in Nordamerika und Ozeanien festgestellt, die im Widerspruch zur heutigen Zeitlinie steht, berichtet CNN.
Das Wichtigste ist jedoch, dass die Daten für sich selbst sprechen und das größere Bild, das diese Forschung zeichnet, Licht auf die komplexe Geschichte der Menschheit wirft.
„Es wird eine wirklich reichhaltige Quelle für zukünftige Untersuchungen der menschlichen Entwicklungsgeschichte sein“, fügte Wohns hinzu. Denn die gesamte Datenbank kann online heruntergeladen werden, einschließlich einer Anleitung zu ihrer Nutzung.
Diese erstaunliche Datenbank wird uns helfen, größere Migrationsmuster zu verstehen und genauer abzuschätzen, wo und wann unsere menschlichen Vorfahren gelebt haben.
Die Datenbank könnte auch dazu verwendet werden, die Genealogie eines jeden Organismus zu untersuchen, einschließlich Krankheiten wie Covid, was die Untersuchung der Beziehungen zwischen Genetik und Krankheit voranbringen kann. Wohns räumt ein, dass es sich hierbei nur um einen ersten Versuch dieser Art handelt und dass künftige Forschungen und Analysen dazu beitragen werden, dieses faszinierende Forschungsgebiet weiter auszubauen.
„Diese Studie legt den Grundstein für die nächste Generation der DNA-Sequenzierung. Wenn sich die Qualität der Genomsequenzen von modernen und alten DNA-Proben verbessert, werden die Stammbäume noch genauer werden und wir werden schließlich in der Lage sein, eine einzige, einheitliche Karte zu erstellen, die die Abstammung aller menschlichen genetischen Variationen erklärt, die wir heute sehen“, schloss Dr. Wong.
Bild oben: Das Big Data Institute der Universität Oxford hat anhand alter und moderner DNA den „größten Stammbaum“ der Welt erstellt, der 100 000 Jahre umfasst! Quelle: milankubicka / Adobe Stock
Von Sahir Pandey
Verweise
Guy, J. 2022 DNA zeigt den größten Stammbaum aller Zeiten, der 100.000 Jahre alt ist. Verfügbar unter: https://edition.cnn.com/2022/02/24/world/unified-human-genome-scli-intl-scn-gbr/index.html
Rice, L. 2022 Oxford-Forscher schaffen „größten Stammbaum aller Zeiten“. Verfügbar unter: https://www.oxfordmail.co.uk/news/19946428.oxford-researchers-create-largest-ever-family-tree/
Universität Oxford. 2022. „Eine Genealogie für die ganze Menschheit“ - Forscher der Universität Oxford erschaffen größten Stammbaum aller Zeiten. Verfügbar unter: https://scitechdaily.com/a-genealogy-for-all-of-humanity-university-of-oxford-researchers-create-largest-ever-human-family-tree/.
Wohns, A.W., Wong, Y., et al. 2022. Eine einheitliche Genealogie moderner und alter Genome. Science, 375. Verfügbar unter: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abi8264
Wong, Y, Wohns, A.W. 2022 Wir analysieren DNA von alten und modernen Menschen, um einen „Stammbaum aller“ zu schaffen. Verfügbar unter: https://theconversation.com/were-analyzing-dna-from-ancient-and-modern-humans-to-create-a-family-tree-of-everyone-177603
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