Auf den ersten Blick waren es drei mickrige Fossilien, die Anatoli Derevianko und Michael Shunkov vor vier Jahren in der Denisova-Höhle im südsibirischen Altai-Gebirge entdeckten. Ein winziges Stück Fingerknochen und zwei Backenzähne holten die Professoren der Russischen Akademie der Wissenschaften aus der Erde. Die Funde stammten aus einer Schicht, deren Alter auf immerhin 30 000 bis 50 000 Jahre geschätzt wird.

Schon bald zeigte sich, dass die unscheinbaren Fossilien wahre Perlen der Paläoanthropologie sind. Denn ihr Erbmaterial DNA ist außerordentlich gut erhalten. Svante Pääbo und sein Team vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig untersuchten die DNA und es stellte sich heraus, dass die Zähne und der Fingerknochen zu einer bis dahin unbekannten frühen Menschenart gehörten, die neben dem Homo sapiens und dem Neandertaler lebte – den Denisova-Menschen. Vor zwei Jahren machte diese Nachricht die Runde. Es war das erste Mal, dass ein ausgestorbener Verwandter des Menschen nicht anhand seiner knöchernen Überreste und seiner Gestalt identifiziert wurde, sondern anhand seines Erbmaterials.

Jetzt setzen Pääbo und sein Team noch eins drauf. Zwar sind die drei Fossilien immer noch die einzigen, die von der Existenz der Denisova-Menschen zeugen. Aus ihnen haben die Forscher jetzt aber das Maximum an genetischer Information herausgeholt. Im Fachmagazin Science stellen sie die komplette Erbgut-Sequenz des Denisova-Menschen vor. Sie ist so genau wie die Genomanalyse eines heute lebenden Menschen. „Nie zuvor wurde das Genom einer ausgestorbenen Lebensform in so hoher Qualität sequenziert“, sagt Pääbos Mitarbeiter Matthias Meyer, der Erstautor der Studie.

Verschwistert mit Neandertaler

Zu dieser Perfektion beigetragen haben Glück und eine eigens entwickelte Sequenzier-Methode für fossile DNA. Glück hatten die Forscher, weil das Knochenstück – es ist ein Stück vom obersten Glied des kleinen Fingers – über die Jahrtausende nur wenig von Mikroorganismen aus der Umgebung besiedelt wurde. „Normalerweise dominiert nach so langer Zeit das Erbgut von Bakterien und Pilzen und nur ein bis fünf Prozent des Erbguts aus der Probe stammen von dem Individuum, um das es uns geht“, sagt Meyer. In dem Stück vom kleinen Finger waren jedoch 70 bis 80 Prozent des Erbmaterials vom Denisova-Menschen. „So gute Bedingungen hatten wir noch nie“, sagt Meyer.

Um das komplette Erbgut in guter Qualität abzulesen, braucht man jedoch viel DNA. Denn nur wenn das Genom mehrmals sequenziert wird, lassen sich Fehler beseitigen. Deshalb entwickelte das Leipziger Team ein Verfahren, bei dem der DNA-Doppelstrang zunächst in zwei Einzelstränge geteilt wird und beide Teile einzeln sequenziert werden. Darüber hinaus sorgten sie dafür, dass auch kleine Bruchstücke des Genoms entdeckt werden. Denn fossile DNA ist oft fragmentiert. „Herkömmliche Sequenziertechniken übersehen die kleinen Abschnitte leicht“, sagt Meyer. So schafften die Forscher es, die drei Milliarden Bausteine des Denisova-Genoms 30-mal zu lesen.

Die Leipziger Wissenschaftler verglichen das Denisova-Erbgut – es gehört zu einem Mädchen – mit dem von elf heute lebenden Menschen aus aller Welt. Wie sich zeigte, sind die kärglichen Überreste des Denisova-Mädchens älter als gedacht. Bisher waren sie auf etwa 40 000 Jahre geschätzt worden. Die Genomanalyse kommt nun auf ein Alter von rund 78 000 Jahren. Die Daten zeigen außerdem, dass sich die Wege des modernen Menschen und seiner frühen Cousins, Neandertaler und Denisovaner, vor 170 000 bis 700 000 Jahren trennten. „Denisovaner und Neandertaler sind sozusagen Geschwister. Sie gingen etwas später evolutionär getrennte Wege“, sagt Meyer.

Nachfahren in Papua Neuguinea

Wo die Denisova-Menschen gelebt haben, lässt sich durch den Vergleich des archaischen Erbguts mit heutigen Varianten sagen. Denn offenbar haben sie sich mit den damaligen Vertretern des Homo sapiens vermischt. Es zeigte sich erneut, wie schon in der Studie vor zwei Jahren, dass die Denisovaner die meisten genetischen Varianten mit den Menschen in Papua Neuguinea gemeinsam haben – immerhin drei Prozent. Auch auf anderen südostasiatischen Inseln sowie bei den australischen Aborigines sowie in Südamerika haben sie bis heute Spuren im Erbgut hinterlassen, nicht aber in Europa.

„Die Denisovaner waren wahrscheinlich in weiten Teilen Asiens, vor allem in Südostasien verbreitet. Ihre Population scheint aber nie eine längere Zeit sehr groß gewesen zu sein“, sagt Meyer. Die Neandertaler dagegen hat es Richtung Europa verschlagen. Vorstellen kann man sich die frühen Südostasiaten dunkelhaarig, dunkelhäutig und braunäugig – auch das verrät die Analyse.

Wichtiger als Hinweise auf das Aussehen dieser archaischen Menschen findet Meyer jedoch die Erkenntnisse über unsere eigene Art, die das Denisova-Genom liefert. „Wir haben genau geprüft, welche genetischen Veränderungen uns von unseren ausgestorbenen Verwandten unterscheiden. Denn diese Unterschiede bilden möglicherweise die physiologische Basis für die besonderen Fähigkeiten des modernen Menschen“, berichtet der Forscher. Dabei fielen besonders viele Gene auf, die mit der Gehirnfunktion und der Entwicklung des Nervensystems zusammenhängen. Aber auch Gene, die im Auge und in der Haut aktiv werden und die zur Zahnform beitragen, sind beim Menschen einzigartig.

„Unsere Forschung wird dabei helfen herauszufinden, wie es dazu kam, dass moderne Menschen und ihre komplexe Kultur sich so weit verbreiten konnten, während archaische Menschen nach und nach ausstarben“, sagt Svante Pääbo.
Experten sind nun gespannt, welche Fossilien das Team als nächstes im Detail untersucht. Ein Kandidat ganz oben auf der Liste sei der Neandertaler, sagt Meyer. Von seinem Genom gibt es bislang nur eine Rohversion, die 60 Prozent des Erbguts erfasst und für die DNA aus mehreren Neandertaler-Fossilien zusammengeklaubt wurde.

Die Methodik für eine genauere Analyse hat ihre Feuerprobe bestanden. Nun fehlt den Forschern nur noch ein Fossil mit reichlich DNA. Vielleicht sind gerade die unscheinbaren Funde einen zweiten Blick wert. Manchmal steckt das Glück im kleinen Finger.