Kürzlich schlugen Forscher Wellen mit der Ankündigung, dass sie die Mutter aller Pottwale gefunden hätten: das heißt, das Weibchen, von dem alle modernen Pottwale abstammen. „Pottwale haben eine ‚Eva'“, lauteten die Schlagzeilen, die sich auf die biblische Idee der „ersten Frau“ stützten. Die Idee einer mitochondrialen „Eva“ ist nicht neu; Forscher verwenden sie oft, um sich auf den ersten weiblichen genetischen Vorfahren einer Art zu beziehen. Das Problem ist, dass die meisten Menschen den Begriff missverstehen und denken, er bedeute das allererste Weibchen einer Spezies.
In Wirklichkeit entstand die „Eva“ des Pottwals viel später als der erste Pottwal. Durch die Untersuchung von 1.600 Pottwalen auf der ganzen Welt vermuteten die Forscher, dass diese prächtige Matriarchin irgendwann vor 10.000-80.000 Jahren entstanden ist. Die Fossilienaufzeichnungen von Pottwalen reichen jedoch Millionen von Jahren zurück.
„Wir sagen nicht, dass es zu dieser Zeit nur ein einziges Weibchen gab, das im Ozean herumschwamm und aus dem plötzlich all diese Pottwale hervorgingen“, erklärt Alana Alexander, Postdoktorandin am Biodiversity Institute der University of Kansas und Hauptautorin der Studie, gegenüber Smithsonian.com. Stattdessen war diese sogenannte Eva „eine von vielen Weibchen, aber sie war zufällig die einzige, die die mitochondriale DNA ungebrochen von Weibchen zu Weibchen weitergegeben hat.“
Für diejenigen, für die die Debatte neu ist: eine „mitochondriale Eva“ bezieht sich auf die mitochondriale DNA, den einzigartigen genetischen Code, der von Weibchen zu Weibchen weitergegeben wird. Die mitochondriale DNA, die für den Energiestoffwechsel verantwortlich ist, ist vom Rest unserer DNA abgekapselt und sitzt für sich allein in einem eigenen Behälter. Forscher glauben, dass der einzellige Organismus, der unser ältester Vorfahre ist, zu einem frühen Zeitpunkt unserer Evolution ein anderes Bakterium verschlungen hat, und dass die beiden schließlich langsam eine symbiotische Beziehung entwickelten, die bis heute andauert. Dieses Bakterium wurde zu den ersten Mitochondrien.
Wenn man den ganzen Weg zurück zum eigentlichen biologischen Eva gehen möchte, müsste man den Vorfahren unserer Mitochondrien suchen, sagt Roger Bull, ein leitender Forschungsassistent im Labor für molekulare Biodiversität am Canadian Museum of Nature. „Wenn es jemals einen Organismus gab, der als mitochondriale Eva bezeichnet werden sollte, dann ist es diese unscheinbare kleine Einzelzelle, die eine noch kleinere Einzelzelle verschlungen hat, um ein unschlagbares biologisches Team zu bilden: der Vorfahre von Dinosauriern, Bäumen, Schmetterlingen, (sogar) Donald Trump“, sagt Bull in einer E-Mail.
In fast allen mehrzelligen Organismen wird die mitochondriale DNA in der mütterlichen Linie von Generation zu Generation weitergegeben. Diese Tatsache ist extrem praktisch für Forscher, die diese DNA-Biomarker nutzen können, um die matrilineare Geschichte einer Spezies zurückzuverfolgen. Es ist auch cool für Sie, wenn Sie eine Dame sind: Es bedeutet, dass die Mitochondrien in jeder Zelle in Ihrem Körper bis zu Ihrer Ur-Ur-Ur-Ur-Großmutter zurückverfolgt werden können. Während Mütter ihre mitochondriale DNA auch an Männer weitergeben, können diese Söhne diese DNA leider nicht an ihre eigenen Kinder weitergeben.
Als in den 1980er Jahren das Konzept einer mitochondrialen Eva in den populären Medien auftauchte, sorgte es sofort für ein gewisses Haareraufen unter Forschern. „Die Verwendung des Begriffs war eine Fehlinterpretation, da es in der Forschung um den jüngsten gemeinsamen mitochondrialen Vorfahren aller lebenden Menschen ging … nicht um die erste menschliche Frau überhaupt“, sagt Bull.
In Wirklichkeit ist eine mitochondriale Eva nicht das erste Weibchen einer Spezies, sondern lediglich das historisch jüngste Weibchen, von dem alle lebenden Tiere einer Spezies ihre Abstammung verfolgen können. Stellen Sie sie sich wie die Spitze einer genealogischen Pyramide vor, in der sich alle Vorfahren einer Art treffen. Während alle darunterliegenden Tiere von ihr abstammen, bedeutet das nicht, dass es kein anderes Weibchen über ihr gibt oder das zur gleichen Zeit wie sie gelebt hat. Vielleicht hatten einige ihrer Zeitgenossinnen keine überlebenden Kinder. Oder sie hatten nur Söhne, die ihre mitochondriale DNA nicht weitergegeben hätten.
„In jeder Generation wird es einige Individuen geben, die keine Nachkommen hinterlassen werden“, sagt Marek Kimmel, Professor für statistische Genetik und molekulare Evolution an der Rice University, gegenüber Smithsonian.com. „Ihre Gene werden eliminiert werden.“ Er fügte hinzu, dass die Zahl der Individuen, die ihre Gene an weitere Generationen weitergeben, ständig schrumpft, was bedeutet, dass die mitochondriale Eva im Laufe der Zeit kein festes Individuum ist, sondern mit dem Aussterben von Linien immer jünger werden könnte.
„Wenn man tief genug in die Vergangenheit vordringt, findet man immer einen gemeinsamen Vorfahren von allen“, sagt Kimmel, der 2010 eine Studie veröffentlichte, die die mitochondriale Eva des Menschen auf etwa 100.000 bis 250.000 Jahre zurückdatiert (eine Studie aus dem Jahr 2013 schätzte das Alter als etwas jünger ein).
Wie also konnte diese besonders erfolgreiche Pottwalmutter die genetische Führung übernehmen? Normalerweise sind weibliche Pottwale sesshafter und neigen dazu, sich in kleineren Teilen des Ozeans aufzuhalten als Männchen, sagt Alexander. Das könnte bedeuten, dass diese Eva eine Art reisender Vagabund war, der von Ozean zu Ozean zog und seine Nachkommen hinterließ – quasi der Dschingis Khan der Pottwal-Mütter.
Oder ihre genetische Übernahme könnte einfach das Ergebnis einer langsamen Expansion ihrer Nachkommen über viele Generationen gewesen sein. „Wir wissen, dass sie erfolgreich gewesen sein muss, weibliche Nachkommen zu hinterlassen“, sagt Alexander. „Mein Verdacht ist, dass, wenn Eva ihren Nachkommen in der Ökologie ähnlich war, sie nicht alle Ozeane durchstreifte, aber weil sie und ihre Töchter erfolgreich waren, expandierten sie schließlich aus dem Ozean heraus, in dem sie ursprünglich beheimatet waren.“
Sperma-Wale und Menschen sind nicht die einzigen Organismen, bei denen Forscher eine mitochondriale Eva gefunden haben. Inger Winkelmann, Evolutionsgenetikerin am Naturhistorischen Museum Dänemarks, und ihre Koautoren haben auch ein grobes Datum für das Alter des berüchtigten Erzfeindes des Pottwals geschätzt: den Riesenkalmar. Es ist schwieriger, ein Alter für Tintenfische zu bestimmen, da ihr knochenloses Weichgewebe nicht gut versteinert, sagt Winkelmann, aber sie und ihre Koautoren nutzten die Mutationsrate von Schnecken – einer relativ nahen Spezies – um das Datum der mitochondrialen Tintenfisch-Eva auf etwa 35.000 Jahre festzulegen.
Forscher konzentrieren sich oft auf die mitochondriale DNA, weil es viel davon in Zellen gibt, sie in alten Gewebeproben gut überlebt und sie wie ein wunder Daumen heraussticht. Aber theoretisch könnte jeder Teil der DNA zurückverfolgt werden. Bei Säugetieren zum Beispiel kommt das Y-Chromosom nur bei Männern vor, und Teile davon könnten auch auf einen einzigen Vorfahren zurückgeführt werden. Das bedeutet, dass es in der evolutionären Sprache, über die wir sprechen, ein männliches Äquivalent gibt: den „Y-chromosomalen Adam“
Faszinierend wäre laut Alexander, wenn man diesen Y-chromosomalen Adam zu einem ähnlichen Zeitpunkt wie die mitochondriale Eva zurückverfolgen könnte, da dies auf eine schnelle oder plötzliche Populationsausweitung hindeuten würde – die Art, die auftritt, wenn eine Spezies in ein neues Gebiet vordringt. Im Fall von Tintenfischen und Pottwalen könnte es auch auf den Grund für eine Bevölkerungsexpansion unter den Nachkommen der mitochondrialen Eva hinweisen. Es könnte eine Art parallelen Flaschenhals geben, wie zum Beispiel eine große Umweltveränderung, die zu einem ähnlichen Muster niedriger mitochondrialer Diversität führte.
Allerdings ist Alexander vorsichtig, auf eine mögliche Verbindung hinzuweisen. „Es ist eine sehr sexy Geschichte, aber ich fühle mich auch verpflichtet, darauf hinzuweisen, dass der Riesenkalmar nur eine der vielen Arten ist, die Pottwale fressen“, sagt sie. Schade, das wäre eine tolle Geschichte gewesen.