Oberschenkelknochen von Ust-Ischim

Der Oberschenkelknochen von Ust-Ischim ist das älteste Fossil eines anatomisch modernen Menschen (Homo sapiens), dessen Genom sequenziert und daher weitgehend rekonstruiert werden konnte. Der fast vollständig erhaltene Oberschenkelknochen wurde im westlichen Sibirien (Oblast Omsk, Russland) entdeckt und auf ein Alter von rund 45.000 Jahren datiert.

Entdeckung

Auf der Suche nach Stoßzähnen von Mammuts, die ihm als Rohmaterial für Schmuckstücke dienen, entdeckte der russische Elfenbeinschnitzer Nikolai Peristow im Jahr 2008 nördlich der Siedlung Ust-Ischim am linken Ufer des sibirischen Flusses Irtysch einen Röhrenknochen, der aus dem Boden heraus ragte. Peristow grub den Fund aus und zeigte ihn einem Forensiker der Polizei, der den Knochen als wahrscheinlich von einem Menschen stammend identifizierte. Tatsächlich handelt es sich bei dem Fund um einen linken menschlichen Oberschenkelknochen (Femur), dessen unterer Gelenkansatz abgebrochen ist. Der Fund wurde dem in München ansässigen Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie zur Altersbestimmung übergeben und in der Arbeitsgruppe von Svante Pääbo untersucht. Die Münchener Forscher benannten den Fund nach dem Ort seiner Entdeckung, Ust-Ischim.

Untersuchungsergebnisse

Obwohl die genaue Fundstelle später nicht mehr rekonstruiert werden konnte, gilt als gesichert, dass der Knochen aus einem Alluvialboden erodiert war, dessen Schichten ungefähr 50.000 bis 30.000 Jahre alt sind (Sauerstoff-Isotopenstufe 3), in den aber wesentlich ältere, jungpleistozäne und mittelpleistozäne Fossilien eingebettet sind.

Unabhängig voneinander wurden zwei Proben des Knochens entnommen, 890 und 450 Milligramm, und mit Hilfe der Radiokarbonmethode ein Alter von 41.400 ± 1.300 Jahren (BP) sowie von 41.400 ± 1.400 Jahren (BP) berechnet. Kalibriert ergab dies ein Alter von 46.880 bis 43.210 Jahren (Cal BP). Der Ust-Ischim-Fund ist daher der älteste durch die Radiokarbonmethode direkt datierte Überrest eines anatomisch modernen Menschen außerhalb Afrikas und des Nahen Ostens. Aus dem Verhältnis von Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopen in den Knochenproben wurde abgeleitet, dass die Nahrung damals vorwiegend aus C₃-Pflanzen und Tieren, die C₃-Pflanzen fraßen, bestand, jedoch ein bedeutender Anteil des verzehrten Proteins vermutlich von Fischen stammte.

Zusätzlich wurden dem Knochen neun Proben von je 41 bis 140 Milligramm entnommen und versucht, noch erhaltene Desoxyribonukleinsäure (DNA) zu gewinnen. Dies gelang, und so wurde nachgewiesen, dass es sich beim Besitzer des Knochens um einen Mann gehandelt hat. Der Vergleich seines Genoms mit DNA-Proben von mehr als 50 heute lebenden Populationen des Menschen ergab, dass er enger mit heute außerhalb von Afrika lebenden Menschen verwandt ist als mit Afrikanern. „Ein Vergleich seines Erbguts mit dem von Nicht-Afrikanern ergab, dass der Mann aus Ust-Ischim ähnlich nahe mit Menschen aus Ostasien verwandt ist wie mit Menschen, die während der Steinzeit Europa bevölkerten.“ Die Untersuchungen ergaben ferner, dass rund zwei Prozent der DNA identisch mit Neandertaler-DNA ist, was ein vergleichbar großer Anteil ist, wie er für heute lebende Ostasiaten und Europäer nachgewiesen wurde. Die Neandertaler-DNA-Abschnitte dieses frühen anatomisch modernen Menschen sind aber viel länger als bei heute lebenden Menschen, was damit erklärt wird, dass die Vermischung mit den Neandertalern noch nicht so lange zurück lag; aufgrund von Crossing-over und anderen Ursachen verkürzen sich die Abschnitte im Verlauf der Generationenfolge. Aufgrund von Modellrechnungen wurde geschätzt, dass die Verpaarung mit Neandertalern rund 7.000 bis 13.000 Jahre vor der Lebenszeit des Mannes stattgefunden haben könnte, also vor rund 50.000 bis 60.000 Jahren. Bisherige Modellrechnungen hatten diese Zeitspanne nur in eine relativ weit gefasste Epoche vor 37.000 bis 86.000 Jahren eingegrenzt.

Die Mitochondriale DNA steht den im Oktober 2014 in Nature publizierten Analysen zufolge an der Basis der heute in Eurasien weit verbreiteten Haplogruppe R, das Y-Chromosom steht demnach an der Basis der Haplogruppe K(xLT).

Weblinks

• Knochenanalyse: Neandertaler-Gene in 45.000 Jahre altem Urmenschen entdeckt. Auf: spiegel-online.de vom 23. Oktober 2014 (mit einer Abbildung des Oberschenkelknochens)