Schädel © ap Video
So verschieden nicht: drei Millionen Jahre alter Hominid (l.) und Schimpanse
Das Gen HAR1F macht den Unterschied aus
Menschen und Affen nutzen Gene unterschiedlich
US-Forscher haben ein Gen gefunden, das den entscheidenden Unterschied zwischen Affen und Menschen ausmacht: Für die Entwicklung des menschlichen Gehirns sei vermutlich das Gen HAR1F verantwortlich.
Es unterscheidet sich gegenüber dem des Schimpansen in 18 Stellen. Dagegen sei HAR1F bei Schimpansen und Hühnern nahezu identisch, sagt David Haussler, Direktor des Zentrums für Biomolekularwissenschaften der Universität von Kalifornien. Die Veränderungen vollzogen sich evolutionsgeschichtlich gesehen sehr schnell, innerhalb von wenigen Millionen Jahren. Dieser Teil des menschlichen Genoms habe sich etwa 70 mal so schnell verändert wie der Rest.

Vermutlich sei es für die erstaunliche Vergrößerung des Gehirns bei den damaligen Urmenschen verantwortlich, schreiben die Autoren der Studie. Das Gehirn des Homo sapiens ist etwa drei Mal so groß wie das von Schimpansen. Ein nicht an den Forschungen beteiligter Molekularbiologe, Andrew Clark von der Universität Cornell, äußerte Skepsis: Eine so schnelle genetische Veränderung sei schwer vorstellbar, sagte er. Dafür müsse es eine besondere Ursache geben. Haussler führte die Geschwindigkeit der Entwicklung auf den enormen Veränderungsdruck zurück, der dadurch entstanden sei, dass sich die Menschen aufrichteten und auf zwei Beinen gingen.

FoxP2 und HAR2 weitere mögliche Menschenmacher
Wolfgang Enard Lupe
Wolfgang Enard auf der Suche nach unser aller Vorfahren
Einen anderen Unterschied haben Forscher um Dr. Wolfgang Enard vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in dem FoxP2-Gen gefunden. Enard war dabei, als der genetische Unterschied zwischen Mensch und Schimpanse erforscht wurde. Die Entdeckung des "Sprachgens" FoxP2 ist mit seinem Namen verbunden. Nun lauscht er dem Gesang genveränderter Mäuse, um mehr über den Ursprung unserer Sprache zu erfahren und warum Menschen reden können, die Schimpansen als nächste Verwandte aber nicht. Der Biologe am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie hat den Tieren das Gen FoxP2 eingepflanzt, das im Verdacht steht, für die menschliche Sprache verantwortlich zu sein.

Ein weiteres Gen, das sich besonders schnell in der Evolution des Menschen verändert hat, HAR2, steuert die Entwicklung von Daumen und Handgelenk. Der Unterschied im Erbgut von HAR2 könnte erklären, warum Menschen mit ihren Händen so viel geschickter sind als Menschenaffen mit ihren groben Greifhänden.

Für das Gehirn haben sich Änderungen angehäuft
Forscher Lupe
Wer Unterschiede sucht, braucht das Gehirn
Als sich vor ungefähr fünf Millionen Jahren die evolutionären Wege von Mensch und Schimpanse trennten, begannen die Menschen, im Unterschied zu ihren nächsten Verwandten das Gehirn zu benutzen. Dies fanden Forscher vom Leipziger Max-Planck-Institutut für evolutionäre Anthropologie heraus. Im Laufe der Evolution scheine sich die Benutzung der Gene im menschlichen Gehirn wesentlich stärker geändert zu haben als beim Schimpansen. Im menschlichen Hirn haben sich demnach fast viermal so viele Unterschiede angehäuft. Dies sei ein wichtiger Hinweis darauf, dass die funktionellen Unterschiede der Gehirne auch auf der molekularen Ebene zustande kommen. Projekt-Leiter Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie: "Anfangs waren wir nicht sicher, ob wir auch nur einen signifikanten Unterschied finden würden. Jetzt haben wir Hunderte."

Im Vergleich zum Gehirn habe sich die Benutzung in der Leber bei beiden Arten ungefähr gleich schnell verändert. Obwohl nur 1,3 Prozent Unterschied zwischen den Genomen liegt, addiert sich dies nach Erkenntnis der Forscher zu 39 Millionen möglichen Unterschieden in der Funktion der Gene. Hier die wenigen herauszufinden, die tatsächlich etwas bewirken, sei die "eigentliche große Herausforderung", erklärte Wolfgang Ernard.

Wissenschaftler fanden heraus, dass das Schimpansen-Genom zu 98,7 Prozent mit dem menschlichen Genom übereinstimmt. Von daher muss in dem verbleibenden Unterschied von 1,3 Prozent die biologische Basis dafür liegen, was einen Menschen zum Menschen macht und ihn von einem Schimpansen unterscheidet, schließen die Max-Planck-Forscher.

Das Feuer als Triebfeder menschlicher Evolution
Höhlenmenschen Lupe
Feuer für den Menschen
Wissenschaftler der Universtität Chicago sind zu dem Schluss gekommen, dass der Unterschied zwischen Mensch und Affe sich weniger aus der Zahl der abweichenden Gene ergibt, sondern aus der Art, wie die Gene abgelesen werden. Dabei vermuten die Forscher, dass die Nutzung des Feuers durch den Menschen eine entscheidende Rolle gespielt hat. In Genen schlummern die Informationen, wie Proteine als Bausteine für Zellen hergestellt werden, und wie diese letztlich zusammenarbeiten. Dabei ist das molekulare Zusammenspiel außerordentlich komplex; selbst kleine Veränderungen können enorme Auswirkungen auf die Anatomie und das Verhalten eines Wesens haben. Menschen und Affen sind dabei genetisch gesehen sehr enge Verwandte. Bei Schimpansen weisen weniger als vier Prozent des Gen-Codes Unterschiede zum Menschen auf.

Vielfach wird deshalb vermutet, dass es eine relativ kleine Anzahl von Schlüsselgenen gibt - etwa 50 von insgesamt 20.000 beim Menschen -, die vollkommen unterschiedliche Wesen hervorbringen können. Doch die Forscher unter Führung von Yoav Gilad von der Universität Chicago verfolgten eine andere These. Sie untersuchten 1056 Gene in Leberproben von vier Primaten (Mensch, Orang-Utan, Schimpansen, Rhesusaffen). Dabei nahmen sie die Art und Weise unter die Lupe, wie die in der DNA gespeicherte Information zu Zellstrukturen und Signalen wird (Expression). Die Tests ergaben, dass beim Großteil der untersuchten Gene die Erzeugung von Zellen und Signalen praktich gleich geblieben ist.

Der Unterschied lag in denjenigen Genen, die diesen Prozess auch bei anderen Genen beeinflussen können. Beim Menschen ist die Wahrscheinlichkeit für eine Änderung in diesen Genen vier Mal höher als bei anderen Genen. Bei Affen wurde eine solche abweichende Entwicklung dagegen nicht beobachtet. Gilad fragte sich daraufhin, was einen so raschen und deutlichen Wandel bewirkt haben könnte.

Er vermutet, dass der Schlüssel in der Beherrschung von Feuer liegen könnte, einem der grundlegenden Umweltunterschiede zwischen Menschen und Affen. "Kein anderes Tier kocht sein Essen", erläuterte Gilad. "Vielleicht hat etwas im Kochprozess die biochemischen Voraussetzungen für einen maximalen Zugang zu Nährstoffen verändert und das Bedürfniss, natürliche Gifte in Pflanzen- und Tiernahrung zu verdauen." Beweise für diese These gibt es bisher allerdings nicht.

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Schwerpunkt
Der Mensch wäre beinah mehrmals ausgestorben
Fast wäre er ausgestorben, und doch hat der moderne Mensch, Homo sapiens, überlebt und sich vom Affen getrennt, mit dem er fast alle seine Gene gemein hat. Doch nicht einmal das scheint so gänzlich sicher.
Info
Dr. Katie Pollard von der Universität San Francisco hat mit einem systematischen Screening 49 "human accelarated regions" (HARs) gefunden - Regionen, die sich just in der Evolution zum Menschen besonders schnell verändert haben.
Literatur
Gilad Y, Oshlack A, Smyth GK, Speed TP, White KP (2006) Expression profiling in primates reveals a rapid evolution of human transcription factors. Nature 440: 242 - 245
Links
Streit um die haarige Verwandtschaft, Abenteuer Wissen vom 25.07.2007
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12.04.2002, zuletzt aktualisiert am 10.11.2009 / mp mit Material von dpa, ap und afp