Rund um die Ausläufer des Altaigebirges jagte vor ungefähr 54 000 Jahren eine kleine Neandertalersippe Bisons, Steinböcke, Wildpferde und andere Tierarten. Während der Jagdzeit hielt sich die Gruppe in nahe gelegenen Höhlen im Süden des heutigen Sibiriens auf, vermutlich nur einige Wochen im Jahr. Um ihre Beute zu zerlegen, fertigten die engen Verwandten der heute lebenden Menschen Werkzeuge und sammelten dafür Feuerstein – an Stellen, die einige dutzend Kilometer entfernt von den Höhlen lagen. Ihre Steingeräte ähnelten jedoch verblüffenderweise denen anderer Neandertaler, die damals viele tausend Kilometer entfernt in Ost- und Mitteleuropa lebten.

Dass es sich im Altai der Altsteinzeit einst so verhielt, schließen Archäologen aus Funden, die sie in Höhlen geborgen haben, etwa der Tschagyrskaja- und der Okladnikow-Höhle sowie der berühmten Denisova-Höhle, nach der die Menschenform der Denisovaner benannt ist. Doch Knochen und Steingeräte verraten nicht, wie eine Neandertalergruppe strukturiert war. Wie viele Personen lebten zusammen, war es eine Kern- oder eine Großfamilie, und stand sie im Austausch mit anderen Sippen?

Um den rätselhaften Altai-Neandertalern auf die Spur zu kommen, hat das Institut für Archäologie und Ethnografie der Russischen Akademie der Wissenschaften – lange vor dem Angriff Russlands auf die Ukraine im Februar 2022 – das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA) in Leipzig um Hilfe gebeten. Dort hat Svante Pääbo, Nobelpreisträger und Gründervater der Paläogenetik, ein Team aus Fachleuten unterschiedlicher Disziplinen versammelt, das in der Welt seinesgleichen sucht. In der Fachzeitschrift »Nature« berichtet die Gruppe um die EVA-Forscher Benjamin Peter, Laurits Skov und Svante Pääbo über ihre Erbgutanalysen an Zähnen und Knochen jener Neandertaler, die vor 50 000 bis 59 000 Jahren in der Tschagyrskaja-Höhle und der weniger als 100 Kilometer entfernten Okladnikow-Höhle lebten.

Mit ihrer Studie haben die Paläogenetiker erstmals die Verwandtschaftsgrade innerhalb einer Neandertalersippe aufgeschlüsselt. Zudem entdeckten sie im Erbgut Hinweise auf die Herkunft dieser Menschen. Damit gelang den Forscherinnen und Forschern um Pääbo ein erneuter Paukenschlag in der Paläogenetik. Seit er und sein Team 2010 das erste entzifferte Erbgut eines Neandertalers veröffentlicht haben, liegen gerade einmal 18 weitere Genome dieser Menschenlinie vor, die aus den Überresten von 14 verschiedenen Fundstellen sequenziert wurden – Fundstellen, die sich über ein Gebiet von Westeuropa bis Sibirien verteilen. Nun sind mit einem Schlag weitere 13 Erbgutanalysen von Neandertalern hinzugekommen, die einst in ein und derselben Region umherstreiften. Wie die Gendaten der elf Individuen aus der Tschagyrskaja-Höhle und der beiden aus der Okladnikow-Höhle ergaben, handelte es sich um sieben männliche und sechs weibliche Neandertaler; acht von ihnen starben als Erwachsene und fünf im Kinder- und Jugendalter.

Die Analyse kam dabei zu einem bemerkenswerten Ergebnis: »Mindestens sechs dieser Neandertaler müssen ungefähr gleichzeitig in der Tschagyrskaja-Höhle gelebt haben«, sagt Studienleiter und EVA-Forscher Benjamin Peter. Möglich, aber nicht sicher ist, dass auch die anderen fünf der in dieser Höhle ausgegrabenen Fossilien von Zeitgenossen stammten.

Erstmals haben Forschende eine Neandertalergemeinschaft aufgeschlüsselt

Eine Gruppe Neandertaler, die zeitgleich gelebt haben, ermöglicht es erstmals, Fragen über deren Sozialstruktur zu beantworten. Denn nur anhand ausgegrabener Fossilien und Artefakte würde dies wohl nicht gelingen. »Eine Fundschicht in diesen Höhlen kann leicht mehrere tausend Jahre umfassen«, erklärt der Paläoanthropologe und ehemalige EVA-Direktor Jean-Jacques Hublin von der französischen Spitzenuniversität Collège de France in Paris. Er gilt als führender Spezialist für frühe moderne Menschen und ihre beiden ausgestorbenen Schwesterlinien, die Neandertaler und die Denisovaner. An der Studie von Benjamin Peter und seinem Team war er nicht beteiligt.

Bisher war also unbekannt, ob die in einer Schicht gefundenen Fossilien, Steinwerkzeuge und Tierknochen aus verschiedenen Epochen stammen oder von einer Gruppe, die damals gemeinsam an der Fundstätte lebte. »Zwei der Neandertaler in der Tschagyrskaja-Höhle waren jedoch gemäß den Erbgutanalysen eindeutig ein Vater und seine Tochter«, schildert Hublin ein wichtiges Ergebnis der »Nature«-Studie.

Das ist aber keineswegs der einzige Hinweis darauf, dass die Bewohner der Tschagyrskaja-Höhle einst Zeitgenossen waren. »Ein Junge und eine erwachsene Frau waren Verwandte zweiten Grades«, erklärt Benjamin Peter. »Sie könnten also eine Großmutter und ihr Enkelsohn, aber auch eine Tante und ihr Neffe oder Cousin und Cousine gewesen sein«, fährt der Studienleiter fort. Die Forschenden entdeckten im Erbgut der elf Tschagyrskaja-Neandertaler allerdings noch weitere Verwandte: mit Hilfe so genannter Heteroplasmen.

Dabei handelt es sich im Fall der sibirischen Neandertalersippe um eine Besonderheit im Erbgut der Mitochondrien. Diese versorgen die Körperzellen mit Energie. In den Zellorganellen liegt zudem ein eigenes, relativ kleines Erbgut, die mtDNA, die sich vom größeren Genom im Zellkern unterscheidet und nur von der Mutter weitervererbt wird. Kommt es zufällig zu Veränderungen im Erbgut der Mitochondrien, kann eine Heteroplasmie entstehen: Das betroffene Individuum trägt dann verschiedene Versionen von mtDNA in sich – und Frauen geben diese Mischung an ihre Kinder weiter. Allerdings verschwindet diese Genvariante nach drei oder vier Generationen wieder aus dem Genom.

Haben mehrere Individuen eine derartige Heteroplasmie gemeinsam, sind sie miteinander verwandt. Im Genom des Vaters der Teenagertochter fand sie sich – genauso wie bei einem weiteren Mann aus der Tschagyrskaja-Höhle. Zwar lag auch in einem dritten Fossil diese Heteroplasmie vor, doch waren die übrigen Gensequenzen davon mit dem Erbgut des Vaters identisch. Stammte der untersuchte Knochen dann ebenfalls von ihm oder war es sein eineiiger Zwillingsbruder gewesen? Weil sich mit den vorhandenen Daten keine Entscheidung treffen ließ, hat das Forscherteam dieses Fossil aus der Ergebnisliste gestrichen. Übrig blieben der Vater und der Mann: »Möglicherweise hatten die beiden eine gemeinsame Großmutter«, erwägt Peter als Erklärung für den Befund.

Derart viele enge Verwandtschaften in einer einzigen Höhle legen den Schluss nahe, dass diese Neandertaler als eine gemeinsame Gruppe zusammengelebt haben – zumindest einige von ihnen gleichzeitig und der Rest nicht allzu lange davor oder danach. Genetiker Peter vermutet, dass die Gruppe vielleicht 10 bis 20 Neandertaler umfasste, »von denen viele relativ eng miteinander verwandt waren«.

Was fossile Fußspuren über die Gruppenstruktur der Neandertaler verraten

Solche tiefen Einblicke in die Sozialstruktur der Neandertaler gab es bisher kaum. Jean-Jacques Hublin kennt ein einziges gutes Vergleichsbeispiel: »Vor rund 70 000 Jahren haben Neandertaler 257 Fußabdrücke direkt am Meer – am Fuß von Klippen in der Nähe des heutigen Le Rozel in der Normandie – hinterlassen.« Ein französisches Forscherteam hat die Spuren 2019 ausgewertet und etliche Individuen an der Größe und der Form ihrer Füße bestimmt. Demnach waren 10 bis 13 Neandertaler an der Stelle entlanggelaufen, einige von ihnen knieten im feuchten Untergrund und haben sogar ihre Hände darin eingedrückt. »Besonders auffallend waren die sehr großen Fußabdrücke eines vermutlich außergewöhnlich großen Neandertalers«, sagt Hublin. Um die Spuren solcher Erwachsener herum fanden sich solche von möglicherweise spielenden Kindern. Eines von ihnen dürfte nicht älter als zwei Jahre gewesen sein.

Die sibirischen Neandertaler könnten vor 54 000 Jahren in einer ähnlich strukturierten Gruppe zusammengelebt haben wie ihre Artgenossen vor 70 000 Jahren in der heutigen Normandie. Dass eine Verbindung zwischen den zeitlich wie geografisch weit voneinander entfernt existierenden Neandertalern nicht ganz abwegig ist, lassen die Gendaten erkennen: Im Altai hatten schon viel früher Neandertaler gelebt. EVA-Forschende haben das Erbgut dieser Menschenlinie aus rund 120 000 Jahre alten Fossilien sequenziert, die in der nahe gelegenen Denisova-Höhle ausgegraben wurden. Interessanterweise bezeugen die neuen Gendaten der 13 Neandertaler aus der Tschagyrskaja- und der Okladnikow-Höhle keine nähere Verwandtschaft zu den frühen Denisova-Bewohnern. Vielmehr gehen sie auf eine Neandertalerpopulation in Ost- und Mitteleuropa zurück, die sich vor rund 100 000 bis 115 000 Jahren ausgebreitet hatte.

In der Denisova-Höhle hatten sich seit mehr als 200 000 Jahren auch immer wieder Denisovaner aufgehalten, die mit den Neandertalern näher als mit den frühen modernen Menschen verwandt sind. Beide Gruppen sind sich im Altai begegnet – und haben Nachkommen gezeugt. Das konnte ein Team um Svante Pääbo 2018 nachweisen: Vor vielleicht 100 000 Jahren starb in der Denisova-Höhle ein Mädchen im Alter zwischen 13 und 16 Jahren, dessen Vater ein Denisovaner und dessen Mutter eine Neandertalerin war. Umso verblüffender ist es nun, dass Benjamin Peter und sein Team bei den Neandertalern, die vor 54 000 Jahren im Altaigebirge lebten, keine Vermischungen mit den Denisovanern entdecken konnten. Jedenfalls in den 20 000 Jahren vor der Sippe aus der Tschagyrskaja-Höhle. »Das hat mich schon sehr überrascht«, sagt Peter. »Aber vielleicht haben damals keine Denisovaner in der Gegend gelebt.«

Die Frauen waren Migrantinnen

In den Gendaten der Altai-Neandertaler fiel Peters Arbeitsgruppe allerdings eine andere Besonderheit auf. Sie verglich das Erbgut der Y-Chromosomen, die Väter an ihre Söhne weitergeben, mit der DNA der Mitochondrien, die von den Müttern weitervererbt wird. Dabei stießen sie auf einen deutlichen Unterschied: »Bei den Y-Chromosomen fanden wir zehnmal geringere Erbgutunterschiede als bei den Mitochondrien«, sagt Peter. Die Y-Chromosomen waren sich demnach genetisch sehr viel ähnlicher als die Mitochondrien.

Für einen solchen Befund gibt es nur wenige Erklärungen: Bei der Partnerwahl könnten etliche Männer kaum zum Zug gekommen sein, während wenige einen Großteil der Kinder gezeugt haben. Doch wahrscheinlicher ist gemäß den Modellrechnungen der EVA-Forschenden folgender Zusammenhang: Bestand die Gruppe aus etwa 20 Individuen, dann dürften mehr als 60 Prozent der Frauen von anderswo zugewandert sein. Da fast alle Männer bei der Sippe blieben, in der sie geboren wurden, ähnelten sich ihre Y-Chromosomen viel stärker als die mtDNA, die von den Müttern vererbt wurde.

Das passt sehr gut zu dem, was von anatomisch modernen Menschen bekannt ist: »Ähnliche Verhältnisse kennen wir von vielen historischen Gesellschaften und zum Teil bis in die heutige Zeit«, erklärt Paläoanthropologe Hublin. »Auch für Schimpansen ist ein ähnliches Verhalten dokumentiert.« Die Männchen bleiben in der Regel in ihrer Gruppe, während sich junge Weibchen, sobald sie die Pubertät erreichen, oft anderen Gruppen anschließen.

»Ein ganz ähnliches Verhalten findet man auch für moderne Menschen, wenn man deren Erbgut aus Gräberfeldern der letzten Jahrtausende analysiert«, ergänzt EVA-Forscher Kay Prüfer, der nicht an der aktuellen »Nature«-Studie beteiligt war. »Auch in diesen Gruppen waren die Frauen oft aus weiter entfernten Gegenden gekommen, während die Männer zu Hause blieben«, sagt der Bioinformatiker. So stellten sich ungefähr zwei Drittel der Frauen, die zwischen 2500 und 1500 v. Chr. auf einem Friedhof im Lechtal bei Augsburg begraben wurden, als Migrantinnen heraus. Und offensichtlich pflegten vor 54 000 Jahren die Neandertaler im Altai ähnliche Sitten.

Eine schwindende Bevölkerung

Zwar ist vieles über das Familienleben der Neandertaler noch offen, doch derart alter DNA sind momentan kaum mehr Informationen zu entlocken. Dabei haben Benjamin Peter und sein Team nicht nur mehr über die Sozialstruktur der Neandertaler herausgefunden, sondern auch über deren Bevölkerungsentwicklung. Im Erbgut der Altai-Frühmenschen spürten sie sehr viele lange, identische Abschnitte auf. Das ist typisch für kleine Populationen, in denen das Angebot an möglichen Partnern knapp ist. In solchen Situationen zeugen entfernte Verwandte zwangsläufig häufiger Kinder miteinander.

Die EVA-Fachleute verglichen die damalige Situation mit heutigen Populationen von Menschen und Menschenaffen. Eine noch höhere Ähnlichkeit im Erbgut als bei den Neandertalern im Süden Sibiriens fanden sie bei den Berggorillas in Zentralafrika. Von diesen existieren heute nicht mehr als 1000 Individuen, die Art gilt als unmittelbar vom Aussterben bedroht. Könnte es sich bei den Neandertalern im Altaigebirge ähnlich verhalten haben? Immerhin lebte die untersuchte Gruppe am äußersten östlichen Rand der damaligen Neandertalerwelt, die im Westen an der Atlantikküste endete. Viel Kontakt mit Artgenossen scheinen sie jedenfalls nicht gehabt zu haben. Wie es bei anderen Gruppen aussah, könnten zukünftige Analysen zeigen, die vermutlich am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig schon vorbereitet werden.