Extreme Kälte könnte vor 900.000 Jahren fast die Vorfahren der Menschen ausgelöscht haben.

Menschliche Vorfahren standen vor ungefähr 930.000 bis 813.000 Jahren kurz vor dem Aussterben, wie eine umstrittene neue Studie zeigt.

Dieses mögliche Ausdünnen der menschlichen Vorfahren auf eine gerade noch nachhaltige Zahl von Überlebenden fiel mit einer Periode extremer Kälte und lang anhaltender Dürre in Afrika und Eurasien zusammen, wie frühere geologische Beweise zeigen.

Wenn das neue, aus DNA abgeleitete Szenario stimmt, könnten sich relativ wenige Überlebende der Eiszeit in eine Art entwickelt haben, die Vorfahren von Homo sapiens, Neandertalern und Denisova-Menschen sind, sagen der populationsgenetische Wangjie Hu von der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York City und seine Kollegen. Frühere Analyse der aus alten Fossilien extrahierten DNA schätzen, dass diese gemeinsame Vorfahrenart vor etwa 700.000 bis 500.000 Jahren auftrat.

Nicht allzu lange zuvor überlebten Mitglieder der Homo-Gattung während einer etwa 117.000 Jahre langen Kälteperiode mit durchschnittlich 1.280 fortpflanzungsfähigen Individuen, berichten die Forscher in der Ausgabe vom 1. September in Science. Diese Anzahl unserer evolutionären Vorgänger reichte gerade aus, um das Aussterben abzuwenden, sagen sie.

Vor dem Einsetzen des harten Klimas belief sich die Anzahl der potenziellen Züchter in der gleichen Vorfahrenbevölkerung auf insgesamt zwischen 58.600 und 135.000 Individuen, schätzt das Team.

Hus Team entwickelte eine neue statistische Methode, um das Timing und die Größen von alten Zuchtpopulationen mithilfe von Mustern gemeinsamer Genvarianten in heutigen menschlichen Populationen abzuschätzen. Die modernen genetischen Daten stammten von 3.154 Menschen in 10 afrikanischen Populationen und 40 europäischen und asiatischen Populationen. Hus Gruppe erhielt diese Informationen aus zwei wissenschaftlichen Datenbanken menschlicher DNA.

Die Forscher berechneten die erwartete Vielfalt dieser modernen Varianten anhand hypothetischer alter Bevölkerungsgeschichten, von denen einige Perioden drastischer Rückgänge in der Anzahl der fortpflanzungsfähigen Erwachsenen beinhalteten. Ein Bevölkerungseinbruch bei den Vorfahren des Menschen, der von vor etwa 930.000 bis 813.000 Jahren dauerte, erklärt die genetische Variation in den analysierten Daten am besten, schließen die Forscher daraus.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Afrikaner deutlich stärkere genetische Beweise für einen antiken Bevölkerungseinbruch aufwiesen als Nicht-Afrikaner. Eine dezimierte Bevölkerung von menschlichen Vorfahren lebte wahrscheinlich ab etwa vor 900.000 Jahren in Afrika, obwohl Eurasien als Heimatregion für diese Überlebenden nicht ausgeschlossen werden kann, sagt das Team.

Als diese dezimierte Bevölkerung zu erholen begann, könnten ihre Mitglieder sich in H. heidelbergensis entwickelt haben, vermutet Hus Gruppe. Einige Forscher betrachten H. heidelbergensis als einen Vorfahren von Denisova-Menschen, Neandertalern und H. sapiens, der vor etwa 700.000 Jahren in Afrika und Eurasien erschien. Aber andere Wissenschaftler sagen, dass Fossilien, die H. heidelbergensis zugeordnet sind, zu viele skelettale Unterschiede aufweisen, um als eine einzige Homo-Art zu gelten.

In einem Kommentar, der zusammen mit der neuen Studie veröffentlicht wurde, akzeptieren der Archäologe Nick Ashton und der Paläoanthropologe Chris Stringer vorläufig die neue Schätzung einer antiken Bevölkerungskrise bei den Vorfahren des Menschen.

Trotzdem zeigen eine zunehmende Anzahl von Fossilienfunden, dass Gruppen der Gattung Homo etwa zwischen 900.000 und 800.000 Jahren, während der neu vorgeschlagenen Bevölkerungskrise, verschiedene Teile Afrikas, Asiens und Europas bewohnten, sagen Ashton und Stringer, beide vom Naturhistorischen Museum in London. Populationen, die mit späteren H. sapiens nicht in Verbindung stehen und auf diesen Kontinenten lebten, könnten die schwere globale Abkühlung besser überlebt haben als Gruppen, die mit den heutigen Menschen verwandt sind, schlagen sie vor.

Die DNA von alten H. sapiens, Neandertalern und Denisova-Menschen wird helfen, klarzustellen, wann und wo antike Bevölkerungseinbrüche auftraten, sagen Ashton und Stringer.

Der Bericht von Hu und seinen Kollegen lässt die Möglichkeit offen, dass ursprüngliche menschliche Populationen vorübergehend stark zurückgingen und kleine Gruppen bildeten, die nur selten miteinander paarten, sagt der populationsgenetische Aaron Ragsdale von der University of Wisconsin-Madison.

Die Bestätigung der neuen Erkenntnisse muss jedoch aus genetischen Studien stammen, die alte Schwankungen in Dichte, geografischer Reichweite, Vermischung sowie Bevölkerungsgröße berücksichtigen, sagt Ragsdale.

Weil geschätzte Größen von alten Zuchtpopulationen oft die tatsächliche Bevölkerungszahl weniger beachten, "ist es übertrieben zu sagen, dass vorzeitliche menschliche Bevölkerungen kurz vor dem Aussterben waren", sagt er.

Der populationsgenetische Stephan Schiffels vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, Deutschland sieht keinen Grund, die Schlussfolgerungen der neuen Studie zu akzeptieren. Verbundene Abstammungen zwischen uralten Homo-Gruppen und statistische Unwägbarkeiten bei der Bestimmung ihrer genetischen Verbindungen verdecken jegliche molekulare Signale von vor etwa 1 Million Jahren aufgetretenen Bevölkerungskollapsen, argumentiert Schiffels.

“The suggested precision in dating events like this [proposed ancient population crash] is not possible,” he says.

Present-day human DNA analyzed in the new study has been studied and modeled for years by other investigators, none of whom have cited any signs of such an ancient, steep population decline, Schiffels says.

But severe climate shifts could potentially have pushed human ancestors and other species close to or over the brink of extinction, says population geneticist and study coauthor Ziqian Hao of Shandong First Medical University in Jinan, China. In the Aug. 10 Science, another team — including Ashton and Stringer — described ancient climate reconstructions indicating that a previously unrecognized cold phase in Europe led to sharp declines in hominid numbers about 1.1 million years ago.

Hu and colleagues plan to incorporate ancient hominid DNA and a larger sample of present-day human DNA, especially from Africa, into further analyses of ancient population ups and downs.

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