MPI für Evolutionäre Anthroplogie in Leipzig Hightech und Höhlengestein – wie Forscher mit DNA-Analysen die Archäologie revolutionieren

Die archäologische Forschung erschließt sich Stück für Stück eine Informationssquelle, die sie lange Zeit kaum beachtete: Sedimente. Die stecken voller DNA und enthalten mehr davon als mancher alte Knochen.

Eine Sedimentscheibe wird untersucht
Sedimente in Scheiben, bereit zur Untersuchung. In den Ablagerungen finden die Forscher jede Menge DNA. Bildrechte: MPI for Evolutionary Anthropology, Leipzig

Längst sind für die Forschung nicht mehr Knochen das Non-plus-Ultra als Quelle und DNA-Träger. Das Erbgut lässt sich inzwischen auch "körperfern" in winzigkleinen Partikeln in den Sedimenten archäologischer Fundstätte nachweisen. Und genau das hat jetzt wieder eine internationale Forschungsgruppe um Dr. Diyendo Massilani und Dr. Matthias Meyer am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig getan: Sie haben aus unberührten, bislang nicht analysierten Sedimentblöcken tierische und menschliche DNA gewonnen. "Das bietet aufregende neue Möglichkeiten, die geografische und zeitliche Verteilung früherer Menschen und anderer Organismen an Orten zu untersuchen, an denen ihre Skelettreste selten oder gar nicht vorhanden sind," erläutert Meyer, der seit Jahren daran arbeitet, das Potential von Sedimenten als DNA-Speicher zu erschließen.

Forschung in den Asservaten

Dieses Mal haben sich Massilani, Meyer und ein internationales Team aus Österreich, Portugal, Russland und Australien quasi in der Asservatenkammer der Forschung umgetan.

Eingang der Denisova-Höhle
Eingang zur Denisova-Höhle im Altai-Gebirge in Süd-Sibirien. Bildrechte: Bence Viola, Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie

Sie benutzten nämlich das, was andere vor ihnen schon von Forschungsorten mitgebracht hatten: unberührte Sedimentschichten aus Ausgrabungsstätten tränkten sie in kunststoffähnlichem Harz (Polyester) und schnitten sie nach dem Aushärten in Scheiben. Unter den 40 Jahre alten Sedimentblöcken waren auch welche aus der Denisova-Höhle, einem Ort im Altai-Gebirge in Südzentral-Sibirien. Hier wurde zwar schon früher DNA von Neandertalern, Denisovanern und modernen Menschen gefunden, beispielsweise in Knochenresten. Da war die Ausbeute aber verglichen mit dem, was Massilani und das Team nun auswertete, jedoch klein. In nur wenigen Milligramm Sediment wurden dem Forschungsteam zufolge nun "erhebliche Mengen" an Neandertaler-DNA gewonnen, "viel konzentrierter als das, was wir normalerweise in losem Material finden", so Studien-Erstautor Diyendo Massilani.

Sedimentwürfel enthalten viele Schlüssel in die Vergangenheit

Präpariertes Sedimentstück aus Denisovahöhle
Nur wenige Zentimeter Sediment im Block: Ein Würfel voller Informationen. Bildrechte: Mike Morley

Aber was bedeutet das alles nun für die Forschung? Meyers Kollege Mike Morley von der Flinders University in Australien, der einige der geoarchäologischen Analysen leitete, spricht von einer komplett neuen Ära der Archäologie. Sedimentblöcke, die jahrzehntelang in Plastik gelagert waren, entpuppen sich als hervorragende DNA-Quelle: "Das eröffnet den Zugang zu einem riesigen ungenutzten Reservoir an genetischer Information", sagt der Wissenschaftler und setzt nach, angesichts einer pandemischen Welt mit eingeschränkten Reisemöglichkeiten und Zugang zu Forschungsstätten eröffneten nun alte Sediment-Proben Zugang zu neuen Erkenntnissen.

Die Denisova-Höhle hält vermutlich noch viele Rätsel und Aha-Momente bei der Entschlüsselung der Menschheitsgeschichte bereit: Ein kleiner Denisova-Sediment-Würfel speichert vermutlich die DNA vieler verschiedener früherer Menschen, sagt Erstautor Diyendo Massilani. Die Höhle wurde nämlich vor Zehntausenden Jahren als Toilette benutzt.

(lfw)

Link zu Studie

Die Studie "Diyendo Massilani et al. Microstratigraphic preservation of ancient faunal and hominin DNA in Pleistocene cave sediments" ist in Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen.

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