Neue Studie zum Geruchssinn von Neandertalern und Denisovanern

Es klingt ein wenig wie der Anfang eines Steinzeitwitzes: Ein Denisovaner und ein Mensch gehen an einem Bienennest vorbei, das voller Honigwaben ist. Was passiert dann? Laut einer Studie unter der Leitung der biologischen Anthropologin Kara C. Hoover von der University of Alaska Fairbanks und der Biochemikerin Claire de March von der Universite Paris-Saclay könnte der Denisovaner aufgrund seiner größeren Sensibilität für süße Gerüche den Geruch sofort wahrgenommen und den Menschen zu einer energiereichen Mahlzeit verholfen haben. 

„Diese Forschung hat es uns ermöglicht, einige größere Schlüsse über den Geruchssinn unserer nächsten genetischen Verwandten zu ziehen und die Rolle zu verstehen, die der Geruchssinn bei der Anpassung an neue Umgebungen und Nahrungsmittel während unserer Wanderungen aus Afrika gespielt hat“, sagte Hoover, Professor am Fachbereich Anthropologie der UAF.

 Ein kürzlich in iScience veröffentlichter Artikel über die Forschung wurde von Mitarbeitern der UAF, der Duke University, der Universite Paris-Saclay, der Tokyo University of Agriculture and Technology und der University of Manchester verfasst. In der Studie wurde untersucht, ob der moderne Mensch denselben Geruchssinn wie seine heute ausgestorbenen Vettern Denisovaner und Neandertaler hat, die Afrika vor etwa 750.000 Jahren verlassen haben. Der heutige Mensch verließ Afrika vor etwa 65.000 Jahren. 

Um die Nasen unserer ausgestorbenen genetischen Verwandten nachzubilden und sie mit denen heutiger Menschen zu vergleichen, verwendete das Forscherteam öffentlich zugängliche Genomsequenzen von mehreren Neandertalern, einem Denisovaner und einem Homo sapiens. Für den modernen Menschen verwendeten sie Daten aus dem 1000 Genomes Projekt.

Anschließend verglichen sie 30 Geruchsrezeptorgene aus jeder Gruppe. Das Team fand heraus, dass 11 der Rezeptoren neuartige Mutationen aufwiesen, die nur bei ausgestorbenen Linien vorkommen. In der bisher größten Studie dieser Art erstellte das Team Laborversionen dieser 11 Geruchsrezeptoren und setzte sie dann Hunderten von Gerüchen in unterschiedlichen Konzentrationen aus.    Wenn die Rezeptoren einen Geruch wahrnahmen, leuchteten sie buchstäblich auf. Die Geschwindigkeit und Helligkeit der Lumineszenz verriet den Wissenschaftlern, ob, wie schnell und in welchem Ausmaß jede „Nase“ die Gerüche wahrnehmen konnte. Die Rezeptoren konnten zwar die gleichen Dinge erkennen wie die des modernen Menschen, aber sie unterschieden sich in ihrer Empfindlichkeit für viele der Gerüche.

„Wir haben buchstäblich ein Ereignis reproduziert, das es seit dem Aussterben von Denisovanern und Neandertalern vor 30.000 Jahren nicht mehr gegeben hat: ein ausgestorbener Geruchsrezeptor, der auf einen Geruch in Zellen auf einem Labortisch reagiert“, sagte de March. „Damit sind wir dem Verständnis näher gekommen, wie Neandertaler und Denisovaner ihre olfaktorische Umgebung wahrgenommen und mit ihr interagiert haben.“

Neandertaler, die zwischen 430.000 und 40.000 Jahren in Eurasien lebten, hatten den schlechtesten Geruchssinn. Der Neandertaler aus der Chagyrskaya-Höhle konnte beispielsweise das Sexualsteroid Androstadienon, das ähnlich wie Schweiß und Urin riecht, nicht wahrnehmen. Das könnte nützlich gewesen sein, so Hoover, da sie während der Eiszeiten, als sich die Eisdecke von den Polen nach Süden ausdehnte und viele Gebiete unbewohnbar machte, auf engem Raum in Höhlen gefangen waren.  Die Denisovaner haben weniger physische Spuren hinterlassen als die Neandertaler. Sie sind vor allem aus dem heutigen Sibirien bekannt, wo die Überreste in der Denisova-Höhle auf die Zeit zwischen 76.200 und 51.600 Jahren vor heute datiert wurden. Denisovaner waren im Allgemeinen empfindlicher für Gerüche als Menschen und viel empfindlicher als Neandertaler. Sie reagierten am empfindlichsten auf süße und würzige Gerüche wie Honig, Vanille, Nelken und Kräuter. Diese Eigenschaft könnte ihnen geholfen haben, kalorienreiche Nahrung zu finden.  Heutige Menschen lagen irgendwo in der Mitte.  „Dies ist die aufregendste Forschung, an der ich je beteiligt war“, sagte Co-Autor Matthew Cobb von der Universität Manchester. „Sie zeigt, wie wir die Genetik nutzen können, um in die sensorische Welt unserer lange verschollenen Verwandten einzutauchen und uns einen Einblick zu verschaffen, wie sie ihre Umwelt wahrgenommen haben und vielleicht auch, wie sie überleben konnten.“ 

Bei vielen Arten wurden die Geruchsrezeptoren mit ihren ökologischen und ernährungsbedingten Bedürfnissen in Verbindung gebracht. „Jede Spezies muss Geruchsrezeptoren entwickeln, um ihren Erfolg bei der Nahrungssuche zu maximieren“, sagte Co-Autor Hiroaki Matsunami in einer Pressemitteilung der Duke University. „Beim Menschen ist es komplizierter, weil wir viele Dinge essen. Wir sind nicht wirklich spezialisiert.“ 

Der Geruch ist ein wesentlicher Bestandteil der menschlichen Geschichte, so Hoover. „Ein so stark überlappendes Geruchsrepertoire lässt vermuten, dass unser generalistischer Ansatz beim Riechen es uns ermöglicht hat, neue Nahrungsmittel zu finden, wenn wir an neue Orte migrierten – nicht nur wir, sondern auch unsere Cousins, die Afrika viel früher als wir verlassen haben!“ 

Nach einer Pressemeldung der University of Alaska Fairbanks.

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