Antike DNA

Wenn eine gefühlte Verwandtschaft die Archäologie bremst

Von Uwe Ebbinghaus
28.10.2021
, 12:30
Im Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig wird ein Knochen angebohrt – welche Voraussetzungen sollten vorher erfüllt sein?
Die Erforschung alter DNA in der Archäologie ist in den letzten Jahren explodiert. Weil die Knochen, um die es geht, knapp sind, fordern Wissenschaftler jetzt ethische Grundsätze. Wo liegen die Problemfälle? Ein Interview.
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Was ist antike DNA oder aDNA?

Philipp Stockhammer: Antike oder alte DNA ist das Erbgut von Menschen, die vor vielen hundert oder tausend Jahren gelebt haben. Das Erbgut befindet sich in ihren Knochen, wenn auch nicht in allen und ist oft nur in geringem Umfang noch erhalten. Es kommt dabei unter anderem auf die Umgebungstemperatur an: je kühler, desto besser die Erhaltung. Extrahieren können wir das Erbgut, indem wir Knochen anbohren.

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Was genau können Sie dem Knochenpulver entnehmen?

Aus dem Knochenpulver wird so viel DNA wie möglich gelöst. Dabei kommt einiges zusammen: menschliche DNA sowie DNA von Bakterien, Pilzen und anderen Lebewesen aus dem Boden. Jetzt setzen wir kleine Fanghaken ein, mit denen wir gesondert die menschliche DNA herausziehen. Diese geben wir dann in Sequenzier-Maschinen, welche die Fragmente auslesen. Das Ergebnis ist ein Datensatz, den man mit anderen Datensätzen korrelieren kann.

Wie vermeidet man eine Kontaminierung durch neue DNA, das war lange Zeit ein Kritikpunkt an der DNA-Analyse in der Archäologie?

Die Untersuchung von aDNA findet in einem Reinraumlabor statt, in dem ausschließlich alte, keine moderne DNA analysiert wird. Die Mitarbeiter haben zuvor Duschschleusen mit Sonderkleidung passiert. Viele Prozesse laufen über automatisierte Roboter ab.

Wie geht man damit um, dass sich an einem alten Knochen leicht auch neuere menschliche DNA befinden kann?

Das kann man leider nicht verhindern, in unseren Analysen können wir allerdings die neue DNA, also etwa die von Museumskuratorinnen oder Labortechnikern, herausfiltern. Es gibt nämlich Marker, kleine chemische Veränderungen, die erst ab einem bestimmten Alter stattfinden. Alte DNA franst sozusagen an den Enden aus. Die gerade beschriebenen Verfahren gab es bis vor zehn Jahren nicht. Doch seitdem können wir Kontaminierung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit erkennen und in den meisten Fällen kontaminierte Datensätze herausfiltern.

Philipp Stockhammer ist Professor für Prähistorische Archäologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Ko-Direktor des Max-Planck-Harvard-Forschungszentrums für die archäologisch-naturwissenschaftliche Erforschung des antiken Mittelmeerraums am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig.
Philipp Stockhammer ist Professor für Prähistorische Archäologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Ko-Direktor des Max-Planck-Harvard-Forschungszentrums für die archäologisch-naturwissenschaftliche Erforschung des antiken Mittelmeerraums am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig. Bild: Victor S. Brigola

Wie weit ist der Zeitraum „antik“ oder „alt“ gefasst?

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Die älteste DNA, die bisher publiziert wurde, ist die 1,6 Millionen Jahre alte eines Mammuts. Die älteste menschliche DNA ist um die 430.000 Jahre alt – dabei handelt es sich um eine frühe Menschenform. Bei guten Erhaltungsbedingungen kann man auch in derart alten Knochenresten DNA finden. Die Molekülketten werden im Lauf der Jahre aber immer kürzer, irgendwann bleiben kaum noch DNA-Basenpaare zurück. Von alter DNA spricht man aber auch schon bei der Untersuchung eines hundert Jahre alten Gräberfeldes, sogar bei den Knochen nicht mehr lebender Menschen in der Gegenwart. Bei vergleichsweise junger DNA funktionieren allerdings unsere Kontaminationsfilter nicht mehr gut. Der Begriff „alt“ ist also relativ, der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt aber eindeutig auf älteren Perioden.

Das Alter von Knochen bestimmt man ja nicht über die DNA-Analyse. Wie bekommt man dieses heraus?

Über die DNA kann man allenfalls erkennen, ob es sich um die Knochen eines jüngst oder schon vor langer Zeit verstorbenen Menschen handelt. Für die Altersbestimmung greifen wir auf die Radiokarbondatierung, die C14-Methode zurück.

Was können Archäologie und Anthropologie mit aDNA-Analysen herausfinden?

Ganz spannende Sachen. Wir können zum Beispiel viel über die menschliche Mobilität herausfinden. Menschen, die in der gleichen Region wohnen, haben in aller Regel eine ähnliche DNA. Das hängt damit zusammen, dass man sich in der Regel eher mit Menschen aus der gleichen Region fortpflanzt. Genetische Nähe korreliert eindeutig mit geographischer. Wenn Sie als Deutscher nach Afrika oder Asien reisten und dort begraben werden würden, könnten wir später noch an Ihrer DNA feststellen, dass Sie als Mitteleuropäer in ein fremdes Land gekommen sind. Ich kann also ortsfremde Individuen nachweisen. Außerdem kann man sehen, wie sich verschiedene DNA-Signaturen vermischen – etwa wenn sich Einwanderer mit der lokalen Bevölkerung fortpflanzen. Auf die Urgeschichte bezogen, kann man verschiedene Wanderbewegungen und die Genese der Integration von Einwanderern nachvollziehen. Außerdem ermöglicht uns die DNA-Analyse, Untersuchungsergebnisse von Gräberfeldern in Stammbäume zu überführen. Wir können heute feststellen, wer auf einem Gräberfeld Mutter, Vater, Kinder und Enkelkinder sind. Daran kann man weitere Fragen anschließen, etwa: Hatten Vater und Sohn ähnliche Grabbeigaben? Darüber hinaus finden wir bei unseren Proben nicht nur menschliche DNA, sondern auch solche von Krankheitserregern. Diese können wir ebenfalls sequenzieren. Mobilität, biologische Verwandtschaft und Infektionskrankheiten, das sind die drei wichtigsten Felder der DNA-Analyse.

Um Kontaminationen auszuschließen, finden Untersuchungen an alter DNA unter besonderen Schutzvorkehrungen statt.
Um Kontaminationen auszuschließen, finden Untersuchungen an alter DNA unter besonderen Schutzvorkehrungen statt. Bild: MPI f. evolutionäre Anthropologie in Leipzig

Warum jetzt die in der Zeitschrift „Nature“ dokumentierte Grundsatz-Initiative für den Umgang mit aDNA, an der Sie als einer von 60 Autorinnen und Autoren beteiligt sind?

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Der Hintergrund ist, dass in den letzten Jahren die Forschung an alter DNA explosionsartig zugenommen hat, gleichzeitig ist menschliches Skelettmaterial aus der Vergangenheit keine unendliche Ressource. Viele Forscher haben sich sehr stark an Regeln und Gesetze gehalten, andere aber auch nicht, bei ihnen herrschte zum Teil, gerade in Ländern mit schwacher Gesetzgebung, eine Nimm-die Probe-und-renn-weg-Mentalität vor. Unserer Initiative lag daran, jene Standards, die in den letzten Jahren aufgebaut wurden, als klare Verpflichtung in die Öffentlichkeit zu tragen.

Ist in einem Land wie Deutschland der Umgang mit menschlichen Überresten ausreichend geregelt – oder bedarf es auch hier dieser neuen Richtlinien?

In Deutschland ist der Umgang mit menschlichen Überresten über die jeweiligen Bundesländer geregelt. Unsere Richtlinien gehen aber darüber hinaus. Ich gebe ein Beispiel: Auch wenn Sie die Genehmigung durch das Denkmalamt haben, kann es wichtig sein, mit Personengruppen zu sprechen, die sich mit den Individuen verbunden fühlen, die sie archäogenetisch untersuchen möchten – insbesondere bei Friedhöfen aus den letzten Jahrhunderten. Auch wenn vielleicht keine biologische Verwandtschaft mehr über die Jahrhunderte hinweg besteht, ist es unserer Meinung nach wichtig, von Beginn an lokale Interessensgruppen miteinzubeziehen. Das ist einer unserer fünf Grundsätze. Es gibt aber auch die Möglichkeit, zum Beispiel in den USA, dass lokale Gruppen eine Publikation von DNA-Analysen verhindern können, wenn die Ergebnisse nicht den eigenen Erwartungen entsprechen. Gegen diese Möglichkeit sprechen wir uns aus. Das finden wir unwissenschaftlich.

Habe ich als biologisch Verwandter in Deutschland eigentlich ein Mitspracherecht, wenn die Knochen meiner Vorfahren untersucht werden sollen?

In Deutschland meines Wissens nur bis zu einem gewissen Grad. In den USA ist das anders. Dort müssen bei indigenen Gruppen die Nachfahren grundsätzlich gefragt werden.

Welches sind nun die Richtlinien, die sie in „Nature“ gefordert haben?

Es sind insgesamt fünf. Die erste besagt, dass sich Wissenschaftler an jene Länderregeln halten müssen, aus denen die zu untersuchenden menschlichen Überreste stammen. Das ist in der Vergangenheit nicht immer geschehen. Die zweite Regel: Wissenschaftler müssen bei geplanten DNA-Analysen einen detaillierten Forschungsplan vorlegen. Dadurch wird verhindert, dass – was heute immer noch geschieht – einfach Proben genommen werden, um zu schauen, was dabei herauskommt. Dafür ist die Ressource aber zu kostbar. Der nächste Punkt: Mit dem Knochenmaterial muss sorgsam umgegangen werden. Das klingt vielleicht wie eine Banalität, doch häufig wurde, gerade in der Anfangsphase der DNA-Analyse, zum Beispiel das relevante Stück aus dem Schädel herausgebrochen oder herausgesägt – unfassbar aus heutiger Sicht. Inzwischen greift man im Regelfall zu minimal invasiven Bohrmethoden, die ein nur zwei Millimeter großes Loch hinterlassen. Vierte Regel: Wissenschaftler müssen dafür Sorge tragen, dass ihr Datensatz frei zugänglich ist. Die Archäogenetik ist eines der wenigen Forschungsfelder, in dem jeder publizierte neue Datensatz sofort, open access, für alle auf der Welt zugänglich gemacht wird. Das ist schon toll. Es gibt aber auch Gruppen, die nicht möchten, dass Datensätze zur DNA ihrer Vorfahren veröffentlicht werden. Dann wird es schwierig. Zu überlegen wäre, ob man sich in begründeten Fällen darauf verlegt, Proben nur nach Antrag zugänglich zu machen. In den USA ist das momentan ein großes Thema. Der letzte Grundsatz: Wissenschaftler müssen von Beginn ihrer Forschung an mit den entsprechenden Interessengruppen in Kontakt treten und Verständnis für das jeweilige Umfeld entwickeln. So kann man bereits im Vorfeld über erwartbare Probleme sprechen und frühzeitig Lösungsansätze ausarbeiten.

Die Ausbeute bei der Probenentnahme antiker DNA ist oft gering – aber ausreichend.
Die Ausbeute bei der Probenentnahme antiker DNA ist oft gering – aber ausreichend. Bild: MPI f. evolutionäre Anthropologie in Leipzig

Was wäre ein Beispiel für ein unliebsames Ergebnis, das eine Interessengruppe möglicherweise lieber zurückhalten möchte?

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Stellen Sie sich vor, Sie forschen in einem Reservat, das einem bestimmten indigenen Stamm zugeschrieben wird und Sie stellen fest, dass der heutige Stamm den Proben zufolge nicht mit den Menschen, die hier vor mehreren hundert Jahren lebten, biologisch verwandt sein kann. So etwas hat große politische Konsequenzen. Es mag die Forderung aufkommen, dem heutigen Stamm das Recht abzusprechen, weiter auf dem gewohnten Gebiet zu leben. Vor einigen Jahren war ich an einer Studie zu urgeschichtlichen Pferden beteiligt. Da haben wir etwas ähnliches mit dem sogenannten Przewalski-Pferd, einem angeblichen Urpferd, erlebt. Wir konnten zeigen, dass das Przewalski-Pferd kein Urpferd, sondern Nachkomme einer frühen domestizierten Pferdesorte ist, die dann wieder ausgewildert ist. Nach der Veröffentlichung unserer Ergebnisse bestand die Gefahr, dass nach den geltenden EU-Richtlinien den Przewalski-Pferden der Status als Wildtier aberkannt würde. Auf einmal waren Förderprogramme gefährdet. Hier ging es dann um Schadenbegrenzung. Aus diesem Grund sprechen wir uns in unseren Grundsätzen dafür aus, dass, wenn durch Ergebnisse der aDNA-Analyse erheblicher Schaden zu erwarten ist, eine Sonderbehandlung sinnvoll ist. In bestimmten Fällen zählt, um etwa auf die Landrechte indigener Gruppen zurückzukommen, der Mensch der Gegenwart mehr als das Forschungsergebnis.

Gibt es eigentlich einen Dissens über Ihre Grundsätze unter Archäologen in den USA dürfte er für Diskussionen sorgen?

Ich glaube, dass wir Grundsätze entwickelt haben, auf die man sich einigen kann. Man kann es nicht allen Recht machen, aber wir haben einen Kompromiss vorgelegt, der von Forschern aus der ganzen Welt geschlossen wurde. Es ist sicher ein Ansatz, der in die richtige Richtung geht, allemal besser, als keine Regeln zu haben. Wichtig war vor allem, klarzumachen, dass nicht einfach Regeln aus dem einen Land auf ein anderes übertragen werden können. Der Grundsatz in den USA, bei DNA-Analysen verpflichtend die Zustimmung indigener Gruppen einzuholen, sogar bei „gefühlter Verwandtschaft“, wird anderswo kritisch gesehen. Wie divers die Verhältnisse in der Welt sind, zeigt sich allein an diesem Beispiel: In den USA sollen indigene Gruppen durch bestimmte Grundsätze ermächtigt werden, gegen die Regierung vorzugehen; in Südamerika bilden indigene Gruppen aber zum Teil selbst die Regierung. Das sind ganz andere Voraussetzungen.

Wie verhält es sich in Deutschland eigentlich mit dem Anbohren von Reliquien? Hier wären die Ergebnisse zum Teil ja auch interessant, würden aber wohl auf Widerstände stoßen.

Auch hierzu bedürfte es einer klaren, relevanten Fragestellung, mit der man an die Interessenvertreter, in dem Fall an die katholische Kirche, herantreten könnte. Aber wie ginge man mit dem Ergebnis um, dass die überlieferten Reliquien etwa von Johannes dem Täufer unterschiedlichen Menschen gehörten? Das könnte für Gläubige ein Problem sein. Auch hierbei stellen sich für Archäologen entscheidende Fragen: Will ich das, muss ich das, für wen hat es Konsequenzen?

Philipp Stockhammer ist Professor für Prähistorische Archäologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Ko-Direktor des Max-Planck-Harvard-Forschungszentrums für die archäologisch-naturwissenschaftliche Erforschung des antiken Mittelmeerraums am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig.

Quelle: FAZ.NET
Autorenporträt / Ebbinghaus, Uwe
Uwe Ebbinghaus
Redakteur im Feuilleton.
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