Populationsdynamik und Kulturentwicklung im präkolumbischen westlichen Südamerika - Diachrone paläogenetische Untersuchungen zur Besiedlungsgeschichte der zentral andienen Kulturräume
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war es anhand mitochondrialer und y-chromosomaler DNA aus menschlichen archäologischen Knochen die Bevölkerungsgeschichte und demographische Entwicklung zentral andiner Populationen in Südamerika näher zu beleuchten. Neben der Frage der initialen Besiedlung der Region, war ein besonderer Fokus des Projektes, in wie weit kultureller- und ökologischer Wandel die genetische Bevölkerungsstruktur beeinflussten. Im Rahmen des Projektes wurden genetische Daten für über 500 präkolumbische Individuen, vor allem aus der Region die das heutige Peru umfasst, generiert. Unter diesen Individuen befinden sich die ältesten bekannten menschlichen Skelette aus den Zentralen Anden z.B. vom Fundort Lauricocha (ca. 9000 BP), sowie andere, die die gesamte Kulturentwicklung bis zur Ankunft der Europäer zeitlich abdecken. Durch die gemeinsame Analyse der genetischen mit archäologischen und klimatischen Daten war es uns möglich, neue Details der Bevoelkerungsgeschichte der Zentralen Anden aufzudecken. Unter anderem konnten wir durch die Analyse mitochondrialer Genome nicht nur die zuvor postulierte Besiedlung der Amerikanischen Kontinente über die Bering-Landbrücke bestätigen, sondern gleichzeitig auch bestimmen, wann und über welchen Zeitraum der Prozess stattfand. So findet unsere Studie, dass die Vorfahren der indigenen Amerikaner mindestens 24,000 Jahre vor heute auf der damals noch nicht vom Ozean bedeckten Bering-Landbrücke angekommen sein müssen, und von da an keinen signifikanten genetischen Austausch mehr mit anderen asiatischen Populationen hatten. Nach einer Isolationsphase von ca. 4000-8000 Jahren brachen sie dann in die Amerikanischen Kontinente auf, wo sie sich rapide verbreiteten und in nur 2000 Jahren die Südspitze Südamerikas erreichten, wie wir anhand sprunghaft ansteigender genetischer Diversität und regional spezifischen Verbreitungsmustern zeigen. Des weiteren ergab das Projekt, dass die Menschen die Südamerika erreichten, sich sehr schnell in den verschiedenen geographischen Groß-Regionen (z.B. den Zentralen Anden) niederließen, und danach nur wenig genetischer Austausch zwischen den Regionen stattfand. So z.B. belegen wir genetische Kontinuität in den Zentralen Anden die spätestens 9000 Jahre vor heute beginnt. Allerdings kam es innerhalb dieser geografischen Groß-Regionen zu Veränderungen der genetischen Populationstruktur. Wir belegen Migrationsbewegungen zwischen dem andinen Hochland und der pazifischen Küste zwischen 650-1150 n. Chr., die anscheinend durch Niederschlagsfluktuationen in den jeweiligen Regionen beeinflusst wurden. So leistet dieses Projekt auch einen essentiellen Beitrag zum Verständnis des Einflusses klimatischer Veränderungen auf die Bevölkerungs-Mobilität in den Südamerikanischen Anden. Außerdem gelang es diesem Projekt erstmals den demographischen Einfluss der europäischen Kolonisierung auf die indigene amerikanische Bevölkerung genetisch nachzuweisen. Unter der Verwendung genetischer Daten von präkolumbischen und heutigen Individuen konnten wir einen Einbruch der indigen amerikanischen Bevölkerungs-Größe zeitgleich mit dem europäischen Kontakt um ~50% nachweisen. Die beobachteten Veränderungen genetischer Diversitätsmuster deuten darauf hin, dass z.B. von den Europäern eingeschleppte Krankheiten einen signifikanten Einfluss auf die erhöhte Sterblichkeit der Amerikaner hatten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2011. Native Americans experienced a strong population bottleneck coincident with European contact. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108, 20444–20448
O’Fallon, B.D., Fehren-Schmitz, L.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1073/pnas.1112563108) - 2012. A new miniSTR heptaplex system for genetic fingerprinting of ancient DNA from archaeological human bone. J. Archaeol. Sci. 39, 3224–3229
Seidenberg, V., Schilz, F., Pfister, D., Georges, L., Fehren-Schmitz, L., Hummel, S.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jas.2012.05.019) - 2012. El ADN antiguo y la historia del poblamiento temprano del oeste de sudamerica: Lo que hemos aprendido y hacia donde vamos. Boletin Arqueol. PUCP 15, 17–42
Fehren-Schmitz, L., Llamas, B., Tomasto-Cagigao, E., Haak, W.
- 2012. Molecular characterization of ABO blood group frequencies in pre-Columbian Peruvian highlanders. Am. J. Phys. Anthropol. 149, 242–249
Georges, L., Seidenberg, V., Hummel, S., Fehren-Schmitz, L.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ajpa.22115) - 2014. Climate change underlies global demographic, genetic, and cultural transitions in pre-Columbian southern Peru. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111, 9443–9448
Fehren-Schmitz, L., Haak, W., Mächtle, B., Masch, F., Llamas, B., Tomasto Cagigao, E., Sossna, V., Schittek, K., Isla Cuadrado, J., Eitel, B., Reindel, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1073/pnas.1403466111) - 2015. A re-appraisal of the early Andean human remains from Lauricocha in Peru. PLoS ONE 10, e0127141
Fehren-Schmitz, L., Llamas, B., Lindauer, S., Tomasto-Cagigao, E., Kuzminsky, S., Rohland, N., Santos, F.R., Kaulicke, P., Valverde, G., Richards, S.M., Nordenfelt, S., Seidenberg, V., Mallick, S., Cooper, A., Reich, D., Haak, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1371/journal.pone.0127141) - 2015. The skeletons of Lauricocha: New data on old bones. J. Archaeol. Sci. Rep. 4, 387–394
Lindauer, S., Tomasto-Cagigao, E., Fehren-Schmitz, L.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2015.10.004) - 2016. An investigation into the effects of X-ray on the recovery of ancient DNA from skeletal remains. J. Archaeol. Sci. 76, 1–8
Fehren-Schmitz, L., Kapp, J., Ziegler, K.L., Harkins, K.M., Aronsen, G.P., Conlogue, G.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jas.2016.10.005) - 2016. Ancient mitochondrial DNA provides high-resolution timescale of the peopling of the Americas. Sci. Adv. 2, e1501385
Llamas, B., Fehren-Schmitz, L., Valverde, G., Soubrier, J., Mallick, S., Rohland, N., Nordenfelt, S., Valdiosera, C., Richards, S.M., Rohlach, A., Barreto-Romero, M.I., Flores-Espinoza, I., Tomasto-Cagigao, E., Watson-Jimenez, L., Makowski, K., Santiago-Leboreiro-Reyna, I., Mansilla-Lory, J., Ballivian-Torrez, J.A., Rivera, M.A., Burger, R.L., Constanza-Ceruti, M., Reinhard, J., Wells, R.S., Politis, G., Santoro, C.M., Standen, V.G., Smith, C., Reich, D., Ho, S.Y.W., Cooper, A., Haak, W.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1126/sciadv.1501385)
