Lange standen eher nur handfeste Funde im Fokus – dem Bodenmaterial schenkten Archäologen und Anthropologen bei Ausgrabungen hingegen eher wenig Beachtung. Doch in den letzten Jahren hat sich das geändert. Denn es zeigte sich, dass in Sedimenten wichtige Hinweise auf einstige Lebewesen überdauert haben können: Erbgutreste. Sie werden bisher durch bestimmte Analyseverfahren aus losen Bodenproben extrahiert und anschließend analysiert. „Die Gewinnung alter menschlicher und tierischer DNA aus Sedimenten bietet aufregende neue Möglichkeiten, die Besiedlungsgeschichte von Menschen und anderen Organismen an Orten zu untersuchen, an denen Skelettüberreste kaum oder gar nicht vorhanden sind“, sagt Matthias Meyer vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig.
In Kunstharz präparierte Proben im Visier
Im Rahmen ihrer Studie sind Meyer und seine Kollegen nun der Frage nachgegangen, wo genau die alte DNA im Sediment steckt. Dazu untersuchten sie Sedimentblöcke, die sie zuvor aus archäologischen Stätten entnommen und in kunststoffähnlichem Harz (Polyester) getränkt hatten. In einigen Fällen wurde diese Behandlung auch schon in den letzten Jahrzehnten zur Präparation von Sedimenten durchgeführt. Durch die Untersuchung solcher Proben klärten die Forscher deshalb auch, inwieweit sich dieses teils lange gelagerte Archivmaterial noch für Untersuchungen von DNA-Resten eignet. Für die Studie wurden alle Untersuchungsmaterialien im Labor in Scheiben geschnitten und dann mikroskopischen und genetischen Untersuchungen unterzogen. Das internationale Team analysierte auf diese Weise auch Sedimentblöcke aus der Denisova-Höhle im Altai-Gebirge in Südzentral-Sibirien. Dort wurde bereits zuvor alte DNA von Neandertalern, Denisovanern und modernen Menschen im Sediment nachgewiesen.
Wie die Forscher erklären, ermöglichte der Einsatz der imprägnierten Sedimentblöcke eine gezielte und detaillierte Entnahme von Proben für DNA-Analysen aus den Feinstrukturen. Dabei zeigte sich nun, dass die alte DNA nicht gleichmäßig im Sediment verteilt ist. Sie konzentriert sich hingegen auf kleine „Hotspots“ – insbesondere in mikroskopisch kleinen Knochen- und Kotpartikeln. „Diese Studie bringt uns damit einen großen Schritt weiter, wenn es darum geht zu verstehen, wo und unter welchen Bedingungen alte DNA in Sedimenten konserviert wird“, resümiert Co-Autor Mike Morley von der Flinders University in Adelaide. Was die Proben aus der Denisova-Höhle betrifft, zeigte sich: „Die hohe Erfolgsrate bei der Gewinnung alter Säugetier-DNA aus den Sedimenten der Denisova-Höhle ist auf die Fülle von Mikroresten in der Sedimentmatrix zurückzuführen und nicht auf an Mineralkörnern angeheftete DNA aus Fäkalien, Körperflüssigkeiten oder sich zersetzendem Zellgewebe“, sagt Co-Autorin Vera Aldeias von der University of Algarve in Portugal.
