Evolution des Menschen: Wo Feuer ist, ist auch Rauch

University Park (USA) - Der Mensch ist das einzige Lebewesen, das sein Essen erhitzt. Die Entwicklung des Feuergebrauchs zu diesem Zweck war für die menschliche Evolution von großer Bedeutung: Dadurch konnten bereits die gemeinsamen Vorfahren von Neandertalern und Homo sapiens ansonsten nicht essbare Knollen und Wurzeln als Nahrungsmittel nutzen und zähes Fleisch leichter verdaulich machen. Aber wer ständig ein offenes Feuer in Gang hält, ist auch verstärkt toxischen Substanzen ausgesetzt, die beim Verbrennen von Holz und beim Grillen oder Rösten entstehen und über die Lungen oder den Darm in den Körper gelangen. Jetzt haben amerikanische Forscher eine Mutation im Erbgut des Homo sapiens entdeckt, die vor schädlichen Verbrennungsprodukten schützt. Im Genom der Neandertaler und der heute noch lebenden anderen Primaten ist diese Mutation nicht vorhanden. Die genetische Veränderung könnte sich als wichtiger selektiver Vorteil bei der Evolution des Menschen erwiesen haben, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Molecular Biology and Evolution“.

„Vorfahren des Menschen haben wahrscheinlich schon vor mindestens einer Million Jahren das Feuer genutzt – manche vermuten sogar, dass dies bereits vor zwei Millionen Jahren begann“, sagt Gary Perdew von der Pennsylvania State University. Der Rauch und das über Holzkohle gegrillte Fleisch enthalten Schadstoffe wie Dioxine und polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), darunter krebserregendes Benzopyren. Im Körper lösen solche Substanzen Reaktionen aus, die zu deren Abbau führen. Laufen diese Prozesse aber bei hoher Belastung zu schnell ab, können große Mengen an noch schädlicheren Zwischenprodukten entstehen. Der Stoffwechsel des Menschen reagiert auf solche Schadstoffe deutlich schwächer als das bei anderen Primaten der Fall ist. Die dadurch erhöhte Toleranz beruht auf einer Mutation im Gen für den sogenannten Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AHR). Dieses Protein wird unter anderem durch Bindung von Schadstoffen der PAK-Gruppe aktiviert und setzt dann Entgiftungsreaktionen in Gang.

Mit Hilfe von Gendatenbanken verglichen Perdew und seine Kollegen die DNA-Sequenzen des AHR-Gens von neun modernen Menschen aus Afrika, Europa und Asien, drei Neandertalern und einem Denisova-Menschen, der mit den Neandertalern enger verwandt ist als mit Homo sapiens. Die ausgestorbenen Menschenarten hatten dasselbe AHR-Gen wie heute lebende Affen. Aber bei allen neun Individuen des Homo sapiens war ein DNA-Baustein des Gens so verändert, dass an einer Stelle im AHR-Protein die Aminosäure Alanin gegen Valin ausgetauscht war. Das hatte eine veränderte Schadstoffbindung zur Folge und schwächte die ausgelösten Folgereaktionen ab. Die Forscher hatten eine etwa zehnfach verminderte Empfindlichkeit erwartet. Doch tatsächlich unterschied sie sich – je nach Schadstofftyp – um das 150- bis 1000-Fache. Durch diese Mutation könnte sich der moderne Mensch im Lauf der Evolution an die durch Feuergebrauch selbst verstärkte Belastung mit Umweltgiften angepasst haben, was die weitere Nutzung des Feuers ermöglichte.

Wahrscheinlich erlangte bereits Homo erectus die Fähigkeit, Feuer zu kontrollieren. Neben der Nahrungszubereitung diente es als Wärmequelle und zur Bearbeitung von Werkzeugen und steigerte so die biologische Fitness der frühen Menschen. Große Probleme mit den Schadstoffen des Rauchs würden sich vor allem dann ergeben, wenn Feuerstellen im Innern von Höhlen ohne effektiven Rauchabzug angelegt wurden. Die neuen Ergebnisse unterstützen die Theorie, wonach die Erfindung des Kochens und Bratens von großer, oft unterschätzter Bedeutung für die menschliche Evolution gewesen ist, sagt Perdew. Die Besonderheit des AHR-Gens beim Menschen sei auch der Grund dafür, dass viele Raucher den hohen Schadstoffgehalt des Tabakrauchs überhaupt längere Zeit tolerieren können. Die mit der Mutation erworbene Toleranz gegen den Qualm habe es dem Menschen eben auch erlaubt, so Perdew, schlechte Gewohnheiten anzunehmen.