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Katerina Douka, Viviane Slon, Zenobia Jacobs, Christopher Bronk Ramsey, Michael V. Shunkov, Anatoly P. Derevianko, Fabrizio Mafessoni, Maxim B. Kozlikin, Bo Li, Rainer Grün, Daniel Comeskey, Thibaut Devièse, Samantha Brown, Bence Viola, Leslie Kinsley, Michael Buckley, Matthias Meyer, Richard G. Roberts, Svante Pääbo,Janet Kelso & Tom Higham
Age estimates for hominin fossils and the onset of the Upper Palaeolithic at Denisova Cave

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Neue Studien belegen weit zurückreichende Geschichte von Denisova-Mensch und Neandertaler in Südsibirien

30. Januar 2019

Die Denisova-Höhle im Süden Sibiriens ist weltweit die einzige bekannte Stätte, die zu verschiedenen Zeiten vom rätselhaften Denisova-Menschen und seinem Cousin dem Neandertaler besiedelt war. Zwei neue Studien unter maßgeblicher Beteiligung von Katerina Douka vom Jenaer Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, legen nun eine Zeitschiene vor, wann diese beiden altsteinzeitlichen Menschenarten jeweils an dieser Stätte lebten und welche Umweltbedingungen herrschten, bevor sie ausstarben. Die Studien erscheinen am 31. Januar in der Fachzeitschrift Nature.
Katerina Douka untersucht im Camp des Forschungsteams Knochen auf Schnittmarken bevor diese für die Radiokarbon-Datierung aufbereitet werden. Bild vergrößern
Katerina Douka untersucht im Camp des Forschungsteams Knochen auf Schnittmarken bevor diese für die Radiokarbon-Datierung aufbereitet werden.

Fünf Jahre lang arbeiteten Katerina Douka, Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, und Professor Tom Higham, Direktor der Oxford Radiocarbon Accelerator Unit an der Universität Oxford, mit einem multidisziplinären Team aus Russland, Australien, Großbritannien, Kanada und Deutschland an der detaillierten Datierung der archäologischen Funde aus der Denisova-Höhle. Diese Höhle, welche sich in den Ausläufern der sibirischen Altai-Berge befindet. ist der einzige Ort auf der Welt, von dem bekannt ist, dass er sowohl vom Neandertaler und vom Denisova-Mensch als auch später vom modernen Menschen genutzt wurde.

Erster direkter Beweis für die Vermischung von Neandertaler und Denisova-Mensch

Die Ausgrabungen der letzten 40 Jahre unter Leitung des Instituts für Archäologie und Ethnographie (Sibirische Außenstelle der Russischen Akademie der Wissenschaften) in Nowosibirsk offenbarten die zeitlich umfassendste archäologische Stratigraphie Nordeurasiens. 2010 erregte die Denisova-Höhle weltweite Aufmerksamkeit, als es Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig gelang, aus dem Fingerknochen eines Mädchens das Genom einer bislang nicht bekannten Menschenart zu rekonstruierten: des Denisova-Menschen.

Basierend auf der Analyse der wenigen und fragmentarischen menschlichen Überreste aus der Höhle folgten weitere Enthüllungen über die genetische Geschichte vom Denisova-Menschen und Neandertaler des Altai. Im vergangenen Jahr gelang es Samantha Brown, Doktorandin an der Abteilung für Archäologie am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, ein Knochenfragment aus der Denisova-Höhle genetisch als Tochter von Neandertaler- und Denisova-Eltern zu identifizieren. Dies ist der erste direkte Beweis für die Vermischung zweier altsteinzeitlicher Hominingruppen.

Aber zuverlässige Daten für die aus der Höhle geborgenen hominiden Fossilien sind ebenso schwer zu gewinnen, wie Datierungen für die Artefakte und tierischen Überreste, die in den Erdschichten gefunden wurden.

Innovative Datierungsmethoden

Probenentnahme aus einem Anhänger aus Elchzahn Bild vergrößern

Probenentnahme aus einem Anhänger aus Elchzahn

Die beiden diese Woche in Nature erscheinenden Studien enthalten mehr als 150 neue Datierungen, die eine robuste Chronologie der Denisova-Höhle liefern. Douka und ihr Team analysierten erfolgreich fünfzig C14-Datierungen von Knochen-, Zahn- und Holzkohlefragmenten, aus den oberen Schichten der archäologischen Fundstätte. In einer zweiten Studie unter der Leitung von Professor Zenobia Jacobs von der Universität Wollongong in Australien wurden mehr als einhundert OSL-Datierungen (optisch-stimulierte Lumineszenz) für die Höhlensedimente bestimmt. Durch Uran-Thorium-Datierungen (Zerfall von Uran zu Thorium) wurde auch ein Mindestalter für das Knochenfragment der gemischten Abstammung von Neandertaler und Denisova-Mensch ermittelt.

Um das wahrscheinlichste Alter der altsteinzeitlichen hominiden Fossilien zu bestimmen, entwickelte das Oxforder Forschungsteam ein neuartiges Bayes'sches Modell. Dieses Modell kombiniert mehrere der Datierungen mit Informationen über die Stratigraphie der Befunde, die durch das russische Team ausgegraben wurden und genetische Altersbestimmungen für die Denisova- und Neanderthaler-Fossilien in Relation zueinander. Letztere basieren auf der Anzahl der Substitutionen in den mitochondrialen DNA-Sequenzen, die von Svante Pääbo's Team am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig berechnet wurden.

Diese verbesserte Datierungsmethode für die hominiden -Fossilien "berücksichtigt alle verfügbaren Erkenntnisse über diese kleinen und isolierten Funde, die manchmal nach der Deponierung in einer Kulturschicht verschoben werden können ", erklärt Dr. Katerina Douka, Hauptautorin der Studie, die über die neuen Radiocarbon-Datierungen und die Altersschätzungen der menschlichen Fossilien berichtet.

"Diese neue Chronologie der Denisova-Höhle bietet eine Zeitschiene für die Fülle an Daten, die von unseren russischen Kollegen über die archäologische und ökologische Geschichte der Höhle in den letzten drei Zyklen aus Eis- und Zwischeneiszeiten generiert wurden", sagt Professor Zenobia Jacobs, Hauptautor der Studie über die optischen Datierungen.

Vor 100.000 Jahren vermischten sich hier Neandertaler und Denisova-Mensch

Natalia Belousova (Russische Akademie der Wissenschaften) und Tom Higham (Universität Oxford) entnehmen in der Hauptkammer der Denisova-Höhle Proben aus den Erdschichten. Bild vergrößern
Natalia Belousova (Russische Akademie der Wissenschaften) und Tom Higham (Universität Oxford) entnehmen in der Hauptkammer der Denisova-Höhle Proben aus den Erdschichten.

Die neuen Studien zeigen, dass die Höhle vor mindestens 200.000 Jahren vom Denisova-Menschen besiedelt war. Dabei deuten Steinwerkzeuge in den tiefsten Ablagerungen darauf hin, dass die Besiedlung bereits vor 300.000 Jahren begonnen haben könnte. Neandertaler sind vor 200.000 bis 100.000 Jahren in der Höhle anzutreffen. "Denny", das Mädchen gemischter Abstammung, zeigt, dass sich die beiden Arten von Hominiden vor etwa 100.000 Jahren getroffen und vermischt haben.

Die meisten Belege für die Anwesenheit des Neandertaler in der Denisova-Höhle stammen aus der letzten Zwischeneiszeit vor etwa 120.000 Jahren, als das Klima noch relativ warm war, während der Denisova-Mensch auch deutlich kältere Perioden überlebte, bevor er vor etwa 50.000 Jahren ausstarb.

Der moderne Mensch war zu diesem Zeitpunkt in weiten Teilen Asiens präsent, aber die Art der Begegnungen zwischen ihm und dem Denisova-Mensch bietet Raum für Spekulationen, da es weder fossile noch genetische Spuren des modernen Menschen aus dieser Zeit in der Denisova-Höhle gibt.

Bislang älteste mit dem modernen Menschen assoziierte Artefakte Nordeurasiens

Doukas Team identifizierte auch die bisher ältesten Belege für das Vorkommen von Knochenspitzen und Anhängern aus Tierzähnen im Norden Eurasiens; sie sind zwischen 43.000 und 49.000 Jahre alt. Diese Artefakte werden meist mit dem modernen Menschen assoziiert und signalisieren den Beginn des Oberpaläolithikums.

Professor Higham bemerkt dazu, dass es eine offene Frage ist, ob der Denisova- oder der moderne Mensch diese persönlichen Ornamente hergestellt und in der Höhle hinterlassen hat. "Wir hoffen, dass wir in naher Zukunft durch die Anwendung der Sediment DNA-Analyse und weiterer direkter Datierungen solcher Ornamente herausfinden können, wer diese Gegenstände hergestellt hat, die in der Archäologie oft mit symbolischem und komplexerem Verhalten assoziiert werden."

Knochenspitzen und durchbohrte Zähne, die den Schichten aus dem frühen Jungpaläolithikum in der Denisova-Höhle für die Radiokohlenstoffdatierung entnommen wurden. Bild vergrößern

Knochenspitzen und durchbohrte Zähne, die den Schichten aus dem frühen Jungpaläolithikum in der Denisova-Höhle für die Radiokohlenstoffdatierung entnommen wurden.

 
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