Wissenschaft und Forschung

Alaska

DNA aus Eis, Staub und Erde: Vor 5.000 Jahren lebten noch Mammuts in Alaska

Vor 5.000 Jahren streiften noch Mammuts durch Alaska. Das haben neue DNA-Analysemethoden ergeben. Die Mammuts haben, anders als bisher angenommen, die Klimaerwärmung vor 14.000 Jahren überstanden. Was es damit auf sich hat, und warum es wohl keine gute Idee war, wenn Archäologen früher eine Höhle komplett ausräumten, lesen Sie hier:
Mammut

So kennen wir die Archäologen bei der Arbeit: An einem Bach unterhalb der auszugrabenden Höhle wird der Höhlenboden, den die Forscher in der Höhle sorgfältig mit dem Spachtel Eimer für Eimer abgetragen haben, in ein feines Sieb gekippt. Dann wird der Schutt  mit Wasser von Erde und Staub befreit, um anschließend auch die kleinsten Hinterlassenschaften unserer Vorfahren und ihrer tierischen Mitbewohner im Sieb zu haben.

Stehen gelassene Erd-Profile erfüllen ganz neuen Zweck

Gut, wenn die Archäologen - was heutzutage üblich ist - an verschiedenen Stellen der Höhle sogenannte Profile stehen gelassen haben; daher die Erde an einigen Stellen nicht abgetragen haben. Der eigentliche Zweck war der, anhand der stehengelassenen Erde die verschiedenen Erdschichten, die Profile auch später noch im Original anschaulich vor sich zu haben.

Freilich war schon von manch gestandenem Ur- und Frühgeschichtler schon vor Jahrzehnten die Ansicht vertreten worden, es sei sinnvoll, bestimmte Bereiche und Fundstätten noch nicht auszugraben, um für spätere Generationen von Wissenschaftlern und Methoden Forschungsmöglichkeiten offenzuhalten.

Seit wenigen Jahren können solche stehengelassenen Profile nun tatsächlich noch einen ganz anderen Zweck erfüllen: Mittlerweile ist es möglich, Staub und Erde auf die DNA der damals lebende Menschen und Tiere zu untersuchen. Die Ursache ist schnell erzählt: Jeder Mensch, jedes Tier verliert am laufenden Band Hautzellen, die zu Boden fallen und dort in Staub und Erde bis heute erhalten bleiben können. Ähnliches passiert auch, wenn sich Mensch oder Tier erleichtern und überhaupt bei allen Tätigkeiten, bei denen menschliches oder tierisches Material mit seiner Umgebung in Kontakt kommt: Ein paar Zellen bleiben immer hängen.

Schon ein Löffel Erde...

Das Erbgut dieser Zellen kann man mittlerweile mit modernster Labortechnik in entsprechenden Bodenproben aufspüren. So weiß man, welche Menschen oder Vormenschen, oder auch welche Tierarten, in einer bestimmten Erdschicht zugegen waren, und dort ihr Erbgut hinterlassen haben.

Gelingt es nun noch, die entsprechenden Bodenschichten zu datieren, so wissen die Forscher auch, in welchem Zeitraum die entsprechenden Menschenarten oder Tierarten dort gelebt haben.

So war es jüngst auch in Alaska: Dort konserviert der dauergefrorene Boden, der sogenannte Permafrostboden, die früheren Hinterlassenschaften von Mensch, Pflanze und Tier ganz besonders gut: "Schon ein Löffel Erde aus dem kanadischen Permafrostboden öffnet ein weites Fenster in das frühere Leben im Yukon", teilt die McMaster Universität mit: "Sie enthüllt reichhaltige neue Informationen und revidiert frühere Annahmen über die Aussterbedynamik, die Daten und das Überleben von Megafauna wie Mammuts, Pferden und anderen lange verschollenen Lebensformen."

In einer neuen Arbeit, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, präsentieren Forscher der McMaster University, der University of Alberta, des American Museum of Natural History und der Regierung von Yukon einen [bis zu] 30 000 Jahre alten DNA-Nachweis vergangener Lebensräume. Der Nachweis wurde den Wissenschaftlern zufolge aus Permafrostsedimenten gewonnen, die in der Klondike-Region im zentralen Yukon abgebaut wurden.

 

Mammut 5Mensch und Mammut - künstlerische Darstellung

 

Vor 11.000 bis 14.000 Jahren war das Klima instabil

Die Forscher nutzten die an der McMaster University entwickelte DNA-Anreicherungstechnologie, um die schwankenden Tier- und Pflanzengemeinschaften zu verschiedenen Zeitpunkten während des Übergangs vom Pleistozän zum Holozän, einer instabilen Klimaperiode vor 11.000 bis 14.000 Jahren zu isolieren und in bemerkenswertem Detail wiederherzustellen. In diesem Zeitraum verschwanden eine Reihe großer Arten wie Mammuts, Mastodonten und Säbelzahnkatzen. 

Die Wissenschaftler rekonstruierten die damaligen Ökosysteme anhand winziger Bodenproben, die Milliarden von mikroskopischen Genomsequenzen von Tier- und Pflanzenarten enthalten.
Die Analyse zeigt, dass Mammuts und Pferde bereits vor der klimatischen Instabilität stark rückläufig waren, aber nicht sofort durch die Überjagung durch den Menschen verschwanden, wie bisher angenommen.

Bis vor 5.000 Jahren überlebt: Wollhaarmammut und nordamerikanisches Pferd

Tatsächlich zeigen die DNA-Beweise, dass sowohl das Wollhaarmammut als auch das nordamerikanische Pferd bis vor 5.000 Jahren überlebt haben. Damit überlebten sie bis ins mittlere Holozän, also in die Zeitperiode, in der wir heute leben und die vor etwa 11.000 Jahren begann.

Während des frühen Holozäns veränderte sich die Umwelt des Yukon weiterhin massiv. Ehemals üppiges Grasland - die Mammutsteppe" - wurde von Sträuchern und Moosen überwuchert, Pflanzenarten, die [früher] von den großen grasenden Mammut-, Pferde- und Bisonherden  in Schach gehalten wurden. Heute gedeihen diese Graslandschaften im nördlichen Nordamerika nicht mehr. Zum Teil deswegen, weil es keine "ökologischen Ingenieure" der Megafauna - also keine Großtiere - gibt, die sie bewirtschaften. Denn durch ihre Nahrungssuche und ihre Bewegung hielten die pflanzenfressende Großtiere - man nennt sie auch Megaherbivoren - die Landschaft frei.

 

Mammut 4Mammut - künstlerische Darstellung

 

Einzigartiger Einblick in die Populationsdynamik der Megafauna

"Die reichhaltigen Daten bieten einen einzigartigen Einblick in die Populationsdynamik der Megafauna" sagt der Evolutionsgenetiker Hendrik Poinar, einer der Hauptautoren der Studie und Direktor des McMaster Ancient DNA Centre: Diese Arbeit baue auf früheren Forschungen [der McMaster Wissenschaftler auf]: Sie "nuancieren die Diskussion um ihr Aussterben durch subtilere Rekonstruktionen vergangener Ökosysteme".

Die McMaster-Wissenschaftler hatten schon damals festgestellt, dass das Wollmammuts und das nordamerikanische Pferd vor etwa 9.700 Jahren im Yukon vorkamen: "Bessere Techniken und weitere Untersuchungen haben seitdem die frühere Analyse verfeinert und das Datum noch näher an die heutige Zeit herangerückt", heißt es in der Presseinfo der Universität

"Jetzt, da wir über diese Technologien verfügen, erkennen wir, wie viele lebensgeschichtliche Informationen im Permafrostboden gespeichert sind", erklärt Tyler Murchie, Postdoktorand in der Abteilung für Anthropologie von McMaster und Hauptautor der Studie.

 

MammutMammut - Nachbildung

Menge an genetischen Daten im Permafrostboden ist enorm

 

"Die Menge an genetischen Daten im Permafrostboden ist enorm und ermöglicht eine Rekonstruktion des Ökosystems und der Evolution, wie sie mit anderen Methoden bisher nicht möglich war", sagt Murchie weiter.

"Die Mammuts sind zwar für immer verschwunden, die Pferde aber nicht", sagt Ross MacPhee vom American Museum of Natural History, ein weiterer Mitautor: "Das Pferd, das vor 5.000 Jahren im Yukon lebte, ist direkt mit der heutigen Pferdeart, Equus caballus, verwandt. Biologisch gesehen ist das Pferd damit ein einheimisches nordamerikanisches Säugetier und sollte auch als solches behandelt werden."

Proben im Permafrost sammeln, bevor er wegschmilzt

Die Wissenschaftler betonen auch die Notwendigkeit, mehr Permafrostproben zu sammeln und zu archivieren, die mit der Erwärmung der Arktis für immer verloren zu gehen drohen.

Übrigens waren die Alaska-Mammuts trotzdem nicht die Letzten und Jüngsten ihrer Art: Schon Mitte der 1990er Jahre entdeckten Forscher auf den sibirischen Wrangel-Inseln die Überreste einer auf den Inseln insolierte Zwergform der Mammuts, die auf der gut 7600 Quadratkilometer großen Insel vor Nordostsibirien bis vor gut 3.700 Jahren überlebt hat.

Quellen: PM McMaster Universität / Eigene Recherche - Prometheus Wissenschaftsredaktion

Jüngste Aktualisierung: 09.12.2021-16:14

(Donnerstag, 06.01.22 - 15:13 Uhr   -   4876 mal angesehen)

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