Mensch & Affe

Forscher haben den ersten Unterschied in den Proteinen von Menschen und Schimpansen identifiziert, dessen anatomische Folge - eine Verkleinerung der Kaumuskulatur - auch bei Fossilien sichtbar ist. Diese könnte, so vermuten sie, in der Vergangenheit den Platz für das wachsende Gehirn unserer Vorfahren geschaffen haben.

Der Mensch zeichnet sich im Vergleich zu seinen nächsten Verwandten unter anderem durch eine reduzierte Kaumuskulatur und ein vergrössertes Gehirn aus. Nun wollen Wissenschafter der University of Pennsylvania gemeinsam mit Kollegen herausgefunden haben, dass die Verkleinerung der menschlichen Kaumuskulatur auf eine einzige Mutation in dem von ihnen identifizierten, bis anhin unbekannten MYH16-Gen zurückzuführen ist. Es trägt den Bauplan für eine wichtige Komponente des Myosin-Moleküls, das massgeblich am Aufbau von Muskelfasern beteiligt ist. Das Gen war bei der Aufklärung des menschlichen Genoms nicht als solches bemerkt worden; zudem wurde seine vollständige Sequenz erst jetzt mit Hilfe verwandter Gene rekonstruiert. Durch die Untersuchung von Gewebeproben verschiedener Muskeln stellten die Forscher schliesslich fest, dass MYH16 bei Primaten anscheinend nur in der Muskulatur des Kopfes, speziell in den Kaumuskeln, aktiv ist.
Das Produkt der «menschlichen» Mutation, ein stark verstümmelter Myosin-Baustein, sei sogar ausschliesslich in den Muskeln des menschlichen Kauapparates nachweisbar, schreiben die Forscher. Sie postulieren, dass das Volumen eines Muskels umgekehrt proportional zur Aktivität des mutierten MYH16-Gens und damit zum Anteil an verstümmelten Myosin-Bausteinen sei. Der Körper sei für den Muskelaufbau auf korrekte Myosin-Moleküle angewiesen. Beim Vorliegen einer solchen Mutation müsse er daher auf von anderen Genen produzierte, korrekte Bausteine zurückgreifen. In den Kaumuskeln ist aber laut dem Team primär das MYH16-Gen aktiv. Dies führe dazu, dass dort nur sehr wenige korrekte Myosin-Bausteine vorhanden seien, und ende letztlich in der von ihnen festgestellten, etwa achtfachen Längenreduktion der «menschlichen» Kaumuskel-Fasern im Vergleich zu jenen von Makaken.
Die Wissenschafter datierten das Alter der Mutation - mit einer Unsicherheit von plus/ minus 0,3 Millionen Jahren - auf etwa 2,4 Millionen Jahre, das wäre lange nach der Trennung der Linien des Menschen und des Schimpansen vor etwa 6 bis 7 Millionen Jahren. Deutliche Folgen hatte die Genveränderung dann beim ersten unserer Vorfahren, bei dem beide Versionen der MYH16-Gene, die jeder Mensch in seinem Erbgut trägt, fehlerhaft waren - es kam zu einer radikalen Verkleinerung der Kaumuskeln. Eine so drastische Veränderung in der Grösse eines Muskels, so die Forscher, hinterlasse auch Spuren an den knöchernen Strukturen, an denen der Muskel ansetzte, in diesem Fall dem Schädel. Tatsächlich tauchten laut den Wissenschaftern die ersten zierlicheren Kauapparate innerhalb der menschlichen Linie vor etwa 1,8 bis 2 Millionen Jahren auf - praktisch gleichzeitig mit den ersten grösseren Hirnschädeln. Womöglich beseitigte die Reduktion der Muskulatur, so spekulieren die Forscher, ein morphologisches Hindernis, das einer Vergrösserung des Gehirnes im Wege gestanden haben könnte. Kommentatoren merken jedoch an, dass das Team einige Fragen ungeklärt lasse - etwa jene nach der Art und Weise, auf die sich eine solch schwerwiegende Mutation, die schliesslich ein wichtiges Gen ausser Gefecht setzt, überhaupt etablieren konnte.