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Forschern gelingt Rekordanalyse DNA aus 1 Million Jahre alten Mammutzähnen

Die letzten Mammuts verschwanden vor circa 4000 Jahren. Im auftauenden Permafrostboden werden immer wieder Überreste der Urzeit-Tiere entdeckt. Ein solcher Fund ermöglicht Genforschern nun das Aufstellen eines Rekords: Sie gewinnen das bisher älteste analysierte Erbgut.

Aus mehr als eine Million Jahre alten Mammut-Stoßzähnen haben Forscher Erbgut-Reste gewinnen können. Es sei das bisher älteste analysierte Erbgut überhaupt, berichten die Wissenschaftler um Love Dalén vom Centre of Paleogenetics in Stockholm (Schweden) in der Fachzeitschrift "Nature". Die Untersuchung der prähistorischen DNA brachte zahlreiche neue Erkenntnisse zu den Urzeit-Tieren und ihrer Lebensweise ans Licht. Sie zeigte etwa, dass damals in Sibirien vermutlich eine weitere, bisher unbekannte Mammutart lebte.

"Diese DNA ist unglaublich alt; die Proben sind Tausend Mal älter als die Überreste der Wikinger und datieren sogar vor der Existenz von Menschen und Neandertalern", wird Dalén in einer Mitteilung seiner Einrichtung zitiert.

Überreste über Jahrtausende im Eis konserviert

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Love Dalén und Co-Autorin Patrícia Pecnerova mit einem Mammut-Stoßzahn auf der Wrangelinsel.

(Foto: Gleb Danilov/dpa)

Seit im Zuge des Klimawandels der Permafrostboden in Sibirien taut, gibt es immer wieder Funde von heute ausgestorbenen Tieren, deren Überreste über Jahrtausende im Eis konserviert wurden. Das Team um Dalén untersuchte Backenzähne von drei Mammuten, die nach den Fundorten Krestovka, Adycha und Chukochya genannt wurden. Die Forscher isolierten die DNA daraus und sequenzierten sie anschließend.

Über die Analysen der Lagerstätten ermittelten die Wissenschaftler für Krestovka und Adycha ein Alter von einer Million bis 1,2 Millionen Jahre. Chukochya war hingegen mit 500.000 bis 800.000 Jahren deutlich jünger. Eine DNA-basierte Altersbestimmung mit Hilfe des Erbguts in den Mitochondrien (den Kraftwerken der Zellen) ergab ein Alter von 1,65 (Krestovka), 1,34 (Adycha) und 0,87 (Chukochya) Millionen Jahre.

In einem "Nature"-Kommentar schreibt Alfred Roca von der University of Illinois in Urbana (Illinois, USA): "Die Fähigkeit, DNA aus Proben des frühen Pleistozäns zu gewinnen, ermöglicht es, genomische Veränderungen in einigen Abstammungslinien nun über einen langen Zeitraum zu verfolgen, um Einblicke in die Evolution moderner Arten zu erhalten."

Erbgut unterscheidet sich sehr von dem anderer Mammute

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Rekonstruktion der Steppenmammuts, basierend auf den genetischen Erkenntnissen, die jetzt durch das Adycha-Mammut gewonnen wurden.

(Foto: Beth Zaiken/Centre for Palaeogenetics/dpa)

Beim Vergleich der genetischen Daten mit anderer Mammut- und Elefanten-DNA stellten die Forscher fest, dass sich das Erbgut von Krestovka deutlich von den Genomen anderer Mammute unterscheidet. "Das hat uns völlig überrascht", sagt Erstautor Tom van der Valk vom Centre of Paleogenetics. "Alle früheren Studien haben gezeigt, dass es zu diesem Zeitpunkt in Sibirien nur eine Mammutart gab, das Steppenmammut." Nun aber deuten die genetischen Codes darauf hin, dass es neben dem Steppenmammut (Mammuthus trogontherii) noch eine zweite sibirische Abstammungslinie gibt. Die Forscher gehen davon aus, dass es sich um eine neue, eigenständige Art handelt, erwiesen sei das allerdings noch nicht.

Eine weitere Überraschung war, dass die Wissenschaftler Teile des Erbguts, in denen sich Krestovka vom Steppenmammut unterscheidet, im nordamerikanischen Präriemammut (Mammuthus columbi) wiederfanden. Demnach ist das Präriemammut als Mischung aus dem Krestovka-artigen Mammut und dem Wollhaarmammut (Mammuthus primigenius) entstanden. Den Analysedaten zufolge könnte dies vor weniger als 500 000 Jahren geschehen sein.

Teil des Erbguts könnte wieder zum Leben erweckt werden

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Das alte Erbgut bot den Forschern auch die Gelegenheit, nachzuvollziehen, wann sich die Mammute nach der Abspaltung vom Stammbaum der Elefanten zu kälteunempfindlichen Arten entwickelt haben. Dazu untersuchten sie die Gene, die wahrscheinlich am Haarwachstum, am Wärmeempfinden oder an der Speicherung von Fett beteiligt sind. Sie stellten fest, dass die überwiegende Mehrheit der Änderungen im genetischen Code bereits im Adycha-Genom festgeschrieben waren - also lange bevor die berühmten Wollhaarmammute auftauchten.

Die letzten Mammute sind vor etwa 4000 Jahren ausgestorben. Ein Teil ihres Erbguts könnte aber nach dem Willen einiger Forscher künftig wieder zum Leben erweckt werden: Der Genforscher George Church von der Harvard University in Cambridge (Massachusetts, USA) baut Mammutgene in das Erbgut von Elefanten ein. Er möchte sie so unter anderem widerstandsfähig gegen Kälte machen.

Quelle: ntv.de, Stefan Parsch, dpa

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