Die Analyse des Genoms von in einem Massengrab in Bréviandes-les-Pointes, nahe der französischen Stadt Troyes, bestatteten Personen hat eine bedeutende Geschichte mit weitreichenden Implikationen enthüllt. Eine in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Forschung zeigt, dass die letzte Phase der Entstehung des europäischen Genoms in vielen heutigen Europäern noch vorhanden ist.

Das menschliche Genom umfasst die Gesamtheit der genetischen Informationen, die unsere DNA trägt, und spiegelt die Geschichte unserer Vorfahren wider. Das Genom der heutigen Europäer hat sich über mehr als 40.000 Jahre hinweg gebildet, als Ergebnis verschiedener Migrationen und Bevölkerungsmischungen. Es besteht aus einem komplexen Erbe kleiner Gruppen von Jägern und Sammlern, die Europa bis zur Ankunft von Populationen aus Anatolien und der Ägäis vor etwa 8.000 Jahren bewohnten, Nachkommen derer, die die Landwirtschaft und die Domestizierung von Tieren im Fruchtbaren Halbmond erfanden. Diese neolithischen Bauern vermischten sich mit lokalen Jägern und Sammlern und trugen wesentlich zum Genom vieler heutiger Europäer bei.

Am Ende des Neolithikums, vor 5.000 bis 4.000 Jahren, wanderten nomadische Populationen aus den pontischen Steppen (nördlich des Schwarzen Meeres, von der Donau bis zum Ural) nach Europa und trugen zur dritten Hauptkomponente des Genoms bei, die in Europäern durch die folgenden Jahrtausende bis heute überlebt hat.

Obwohl die Sequenzierung genetischer Informationen heute ein Routineprozess ist, ist diese Methode für die Genome von Menschen aus der Vergangenheit eine Herausforderung. Von ihnen sind nur mehr oder weniger fragmentierte Skelette übrig geblieben, und einige Teile dieser Skelette können erhaltene DNA-Spuren enthalten, aber diese ist fragmentiert und spärlich, was eine methodologische Herausforderung für die Analyse darstellt.

Unser Team am Jacques Monod Institut hat sich dieser Herausforderung gestellt und Methoden optimiert, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Dies ermöglichte uns die Analyse alter Genome mit den fortschrittlichsten bioinformatischen und statistischen Methoden.

Zeugnis der Bevölkerungsmischung
Unsere Analysen der Genome von sieben Personen aus dem Grab in Bréviandes, kombiniert mit Knochenmorphologieanalysen, die von Anthropologen des Inrap durchgeführt wurden, zeigten, dass das Grab enthielt:

- Eine Frau über 60 Jahre alt
- Ihren Sohn, einen erwachsenen Mann im Alter von etwa 20-39 Jahren
- Ihren Enkel, etwa 4-8 Jahre alt
- Die Mutter des Enkels, 20-39 Jahre alt
- Eine jüngere Frau im Alter von 20-39 Jahren
- Das Neugeborene der jüngeren Frau
- Ein Kind im Alter von 6-10 Jahren

Die letzten drei Personen waren nicht mit den anderen im Grab verwandt, und das letzte Kind war mit niemandem sonst verwandt. Die Väter des erwachsenen Mannes, des Neugeborenen und des alleinstehenden Kindes waren nicht anwesend. Daher kann angenommen werden, dass dies nicht das Grab einer biologischen Familie ist. Andererseits trugen alle Frauen eine erbliche Komponente, die für Populationen Südfrankreichs und Südwesteuropas charakteristisch ist, und dieser gemeinsame Ursprung außerhalb des Grabgebiets könnte erklären, warum sie zusammen mit ihren Kindern bestattet wurden.

Darüber hinaus war das Genom des erwachsenen Mannes zwischen den französischen neolithischen Wurzeln seiner Mutter und dem Genom der nomadischen Steppen nördlich des Schwarzen Meeres von seinem Vater geteilt. Diese Nomaden wanderten vor etwa 5.000 Jahren nach Mitteleuropa und vermischten sich mit lokalen neolithischen Populationen, bevor sie ihre Migration nach Osten, Norden und Nordwesten Europas fortsetzten. In den Genomen der sieben im Grab bestatteten Personen können wir fast "in Echtzeit" die Einführung des Genoms der Steppennomaden in das Gebiet der neolithischen Bevölkerung beobachten.

Diese außergewöhnliche Situation, die bisher nicht beschrieben wurde, ermöglichte es uns, einen Teil des Genoms des erwachsenen Mannes zu rekonstruieren, den er von seinem Vater geerbt hatte, der nicht im Grab anwesend war und daher nicht direkt analysiert werden konnte. Die genomische Signatur dieses abwesenden Vaters ordnet seinen Ursprung in Nordwesteuropa ein. Ein ähnliches Ergebnis erhielten wir zuvor für einen anderen Mann mit Steppenherkunft, der zur gleichen Zeit im Aisne-Tal bestattet wurde. Diese beiden Männer könnten daher zur gleichen Population gehören.

Da die genomische Signatur der Mutter des erwachsenen Mannes mit den neolithischen Populationen Südfrankreichs verbunden ist, zeugt das Grab in Bréviandes von der Begegnung im Gebiet der zukünftigen Stadt Paris, während des späten Neolithikums, zwischen Personen, die von Norden nach Süden und umgekehrt migrieren.

Zwei Hauptphasen der Vermischung
Die Ausweitung der Analyse auf bereits veröffentlichte alte Genome aus anderen europäischen Regionen ermöglichte es uns, diese Migrationen der Steppenpopulationen zu modellieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es während des 3. Jahrtausends v. Chr. zwei Hauptphasen der Vermischung gab. Die erste Phase der Vermischung fand zwischen Steppennomaden und neolithischen Bauern statt, die charakteristische, kugelförmige Keramik mit zwei bis vier Henkeln herstellten. Es wird angenommen, dass dies vor etwa 4.900 Jahren in Ost- und Mitteleuropa geschah.

Ihre gemischten Nachkommen entwickelten eine neue archäologische Kultur, die als "Schnurkeramikkultur" bekannt ist und nach den Tonvasen benannt wurde, die vor dem Brennen mit Schnureindrücken verziert wurden. Diese Kultur kombinierte Elemente der Kugelamphoren- und Steppenkulturen, einschließlich der Bestattung der Toten in Einzelgräbern. Die Praxis der Herstellung von Schnurkeramik breitete sich dann mit Menschen der gemischten neolithischen und Steppenbevölkerung nach Osten und Norden Europas aus. Während ihrer Migrationen von Osten nach Westen Europas vermehrten sie sich hauptsächlich untereinander und nicht mit den einheimischen Bauernpopulationen.

Die zweite Phase der Vermischung mit einheimischen Populationen wird angenommen, dass sie 300 bis 400 Jahre später in Westeuropa stattfand, vor etwa 4.550 Jahren. In beiden Fällen kam es am häufigsten zu Vermischungen zwischen wandernden Männern und einheimischen Frauen. Der Beginn dieser zweiten Phase konnten wir im Grab von Bréviandes-les-Pointes identifizieren.

Dank der Analyse der Bestattung eines erwachsenen Mannes in Saint-Martin-la-Garenne (östlich von Paris) in derselben Studie konnten wir auch zeigen, dass die Vermischung, die stattfand, eine Schlüsselrolle bei der Transformation des europäischen Genoms spielte.

Der Mann wurde nach den Bestattungsritualen bestattet, die für die Glockenbecherkultur (BBC) charakteristisch sind, mit charakteristischen glockenförmigen Vasen, die in zahlreichen Gräbern gefunden wurden. Diese Kultur entwickelte sich in Westeuropa (zwischen Südwesten und Nordwesten), bevor sie sich über ganz Europa und Nordafrika ausbreitete. Er wurde mit einem BBC-Schiefer begraben, einem Zusatz für Bogenschützen, was ihn als Person von hohem sozialen Status identifiziert. Er war von Steppenherkunft, und aus seinem Genom konnten wir schließen, dass seine Mutter noch mehr Steppenherkunft trug als er selbst. Dies weist darauf hin, dass diese Populationen Ehe-Netzwerke mit Gruppen aus anderen Regionen organisierten, deren Mitglieder mehr Steppenherkunft hatten. Am Ende der Glockenbecherperiode, um 2000 v. Chr., trugen die meisten der analysierten Männer das Y-Chromosom der Steppenvölker, was auch heute noch bei französischen Männern in der Mehrheit ist.

Das Genom aller heutigen Europäer, die seit Generationen in Europa leben, enthält neben dem neolithischen Teil auch einen Teil dieses Steppenursprungs. Diese Präsenz ist in Nordeuropa stärker ausgeprägt als in Südeuropa.

Zusammenfassend sind die beiden intensivsten Phasen der genetischen Vermischung zwischen wandernden Steppenpopulationen und indigenen Populationen mit der Entstehung neuer Kulturen verbunden, der Schnurkeramikkultur und der Glockenbecherkultur. Letztere war die erste echte paneuropäische Kultur. Diese Begegnungen und Vermischungen führten zur Entstehung eines Genoms, das für viele heutige Europäer charakteristisch ist.

Original:
Eva-Marija Geigl
Forschungsdirektorin CNRS, Co-Leiterin des Teams Epigenom und Paläogenom am Jacques Monod Institut, Université Paris Cité
Oğuzhan Parasayan
Postdoktorand, Pasteur Institut
Thierry Grange
Forschungsdirektor CNRS, Co-Leiter eines Forschungsteams, Jacques Monod Institut, Université Paris Cité