Wann glauben Genetiker, dass sich das menschliche Gehirn entwickelte?

Ursprünglich veröffentlicht von Vectors of Mind.

Menschen sind unter den Tieren einzigartig aufgrund ihrer Fähigkeit zum symbolischen Denken und ihrer Abhängigkeit von komplexer, grammatischer Sprache. Vor etwa 70.000 Jahren begann unsere Spezies, Kunst hervorzubringen, und übernahm anschließend die Welt. Im selben Zeitraum veränderte sich die Form unserer Schädel, Innenohr und unseres Vokaltrakts insgesamt. Außerdem gab es eine Selektion auf Gene, die mit IQ und Bildungsniveau zusammenhängen. Zusammengenommen sieht dies sehr nach der Evolution unseres modernen Geistes aus – bis in die 2000er-Jahre hinein die vorherrschende Interpretation dieser Tatsachen unter Forschern. Dann stellten Genetiker fest, dass es genetische Aufspaltungen im menschlichen Stammbaum gibt, die 200.000 Jahre zurückreichen, was diesem Modell einen Strich durch die Rechnung machte. Wenn die menschliche Verfasstheit genetisch bedingt ist, wann wurde sie dann etabliert? Wenn dies in den vergangenen 50.000 oder 100.000 Jahren geschah, wie konnte sie sich über die Äste des Stammbaums hinweg verbreiten? Und natürlich: Was verschaffte uns einen Vorteil?

Dieses Rätsel steht im Zentrum von Dwarkesh Patels jüngstem Interview mit dem Genetiker David Reich. Reich merkt an: „Manche argumentieren, dass Menschen in irgendeiner grundlegenden Fähigkeit zur Informationsverarbeitung nicht einmal intelligenter als Schimpansen sind und dass unsere soziale Lernfähigkeit das ist, was uns auszeichnet.“ Dies veranlasst Patel zu der Frage, wann und wie sich unsere soziale Kognition entwickelte.

Patel: Ich verstehe es immer noch nicht. Lautet die Antwort, dass wir einfach nicht wissen, was vor 60.000 Jahren geschah? Zu einer Zeit, bevor Menschen und andere moderne Menschen und andere Menschentypen miteinander interagierten, aber zumindest in Eurasien niemand eine dominante Position innehatte. Heute dominieren die Menschen nicht nur, sondern haben wir sie tatsächlich bis zur Ausrottung getrieben. Haben wir irgendeine Vorstellung davon, was sich zwischen damals und heute verändert hat?

Reich: Das liegt wirklich außerhalb meines Fachgebiets. Es gibt einige Ideen, die vorgebracht wurden und die ich möglicherweise schlecht zusammenfassen werde. In jeder Gruppe von mehreren Hundert Menschen – der Größe einer Horde entsprechend – oder manchmal von tausend Menschen sammeln sich gemeinsames kulturelles Wissen über Werkzeuge und Lebensstrategien an und bauen dieses gemeinsame Wissen immer weiter aus. Wenn eine Gruppe jedoch von begrenzter Größe nicht mit einer hinreichend großen Gruppe anderer Menschen interagiert, kommt es bei ihr gelegentlich zu einem Informationsverlust. Es gibt eine Naturkatastrophe, wichtige Älteste sterben, und Wissen geht verloren. Es gibt keine kritische Masse an gemeinsamem Wissen. Sobald die Gruppe jedoch eine bestimmte kritische Masse überschreitet, kann sie größer werden. Die Menge des gemeinsamen Wissens nimmt zu. Es entsteht ein sich selbst verstärkender Prozess, bei dem eine wachsende gemeinsame Wissensbasis darüber, wie man bestimmte Werkzeuge herstellt, sowie Muster der Innovation, Sprache und begriffliche Vorstellungen aus dem Ruder laufen.

Es sei darauf hingewiesen, dass dies nicht die Frage beantwortet, wann Menschen eine sprachfähige Hardware entwickelten. Lange Zeit wurde angenommen, dass dies ungefähr zu dem Zeitpunkt geschah, als Homo sapiens die Welt übernahm und Verhaltensmodernität zeigte. Vor 70.000 Jahren sah die komplexeste Kunst der Welt so aus:

Das Einritzen dieser Schraffuren erfordert weder Theory of Mind noch Sprache oder symbolisches Denken. Das hier zur Schau gestellte Denken ist wohl nicht fortgeschrittener als das, womit sich Tiere regelmäßig beschäftigen, und kognitiv weniger beeindruckend als die von Neandertalern hergestellten Flöten. Vor 40.000 Jahren fertigten Menschen hingegen Venusfigurinen an – und würden dies weitere 30.000 Jahre lang in einer kontinuierlichen Tradition tun:

Tiere und Neandertaler stellen nichts auch nur annähernd Vergleichbares her. Es ist plausibel anzunehmen, dass sich zwischen vor 70.000 und vor 40.000 Jahren eine gewisse kognitive Evolution vollzog, insbesondere angesichts der Tatsache, dass Homo sapiens in diesem Zeitraum begann, die Welt zu erobern. Es handelt sich um ein einfaches Modell: Als einige Gruppen Sprache, Selbstreflexion und symbolisches Denken entwickelten, dominierten und expandierten sie tendenziell. In diesem Artikel ordne ich ein, warum ein Genetiker, der Who We Are and How We Got Here: Ancient DNA and the New Science of the Human Past verfasst hat, die Bedeutung von Genen für die Erklärung des Aufkommens der menschlichen Verfasstheit und der Tatsache, dass sapiens der letzte noch existierende Vertreter der Gattung Homo ist, herunterspielt.

Darwin, der unseren Glauben noch immer auf die Probe stellt#

Das obige Diagramm, das darstellt, wann wir vollständig menschlich wurden, wurde vom Evolutionsbiologen Nicholas Longrich erstellt. „Moderne DNA“ ist darin als vor 260.000–350.000 Jahren etabliert hervorgehoben – zu der Zeit, als sich die Khoi San Schätzungen zufolge vom übrigen menschlichen Stammbaum abspalteten. Sprache, Kunst, Musik, Spiritualität, Tanz, Geschichtenerzählen, Ehe, Kriegführung und elterliche Fürsorge durch beide Elternteile definieren unsere Spezies heute; daher wird angenommen, dass all dies auch damals grundlegende Bestandteile des Lebens waren, obwohl sie erst mit dem Großen Sprung, der vor etwa 65.000 Jahren begann, nachgewiesen sind. Tatsächlich fragt das Sapient-Paradoxon, warum Kunst, Religion und abstraktes Denken bis etwa vor 10.000 Jahren in den meisten Teilen der Welt fehlten.

Wie Reich argumentiert auch Longrich, dass Menschen eine Schwelle kultureller Komplexität überschritten, die Rückkopplungsschleifen erzeugte und es uns ermöglichte, die Neandertaler zu übertreffen. Die Kultur entwickelte sich, nicht aber unser Gehirn. Es ist leicht zu erkennen, warum dieses Modell attraktiv ist. Wie Steven Pinker sagte: „Menschen, mich eingeschlossen, würden lieber glauben, dass die bedeutende biologische Evolution des Menschen zwischen vor 50.000 und vor 100.000 Jahren zum Stillstand kam, bevor die Rassen sich auseinanderentwickelten, wodurch gewährleistet wäre, dass rassische und ethnische Gruppen biologisch gleichwertig sind.“ Gibt es jedoch Belege für die Vorstellung, dass die menschliche Evolution effektiv einen „Ausschalter“ betätigte? Und vor allem: Was sagen die Daten über die jüngere Evolution aus?

Neue Erkenntnisse zur menschlichen Anpassung#

Nur zwei Wochen nach dem Interview wurde ein von Reich mitverfasstes Preprint mit dem Titel Pervasive Findings of Directional Selection Realize the Promise of Ancient DNA to Elucidate Human Adaptation veröffentlicht. Die Studie analysiert die Genome Tausender Proben alter DNA und zeigt eine starke Selektion auf das menschliche Gehirn während der vergangenen 10.000 Jahre.

Die graue Linie zeigt die geschätzte Veränderung der durchschnittlichen polygenen Scores (PGS) für Intelligenz und Haushaltseinkommen in Europa während der vergangenen 9.000 Jahre. Ein PGS wird berechnet, indem alle genetischen Varianten aufsummiert werden, die positiv oder negativ zu einem Merkmal beitragen. Obwohl es sich um eine Schätzung handelt, die potenziellen Fehlern unterliegt, ist es unwahrscheinlich, dass derart bedeutende Veränderungen allein auf Zufall zurückzuführen sind. Das Ausmaß der Veränderung ist bemerkenswert: Vor 9.000 Jahren lag der PGS für den IQ zwei Standardabweichungen unter dem heutigen Wert. Wenn man ähnliche Veränderungen 50.000 Jahre zurückprojiziert, deutet dies darauf hin, dass die meisten Individuen in diesen Populationen möglicherweise nicht über die kognitive Fähigkeit zu vollständig entwickelter grammatischer Sprache oder abstraktem Denken verfügten.

Die Evolution der Sprache#

Dies steht im Einklang mit bestimmten linguistischen Theorien, etwa der folgenden. Es ist nicht nötig, sie genau zu lesen; worauf ich hinauswill, ist, dass seriöse Forscher argumentieren, dass eine voll entwickelte Sprache erst vor 10.000 Jahren etabliert war (»embedding« in der letzten Stufe ist auch als »Rekursion« bekannt).

Dieses Modell wurde 2020 veröffentlicht, und es gibt weitere Modelle dieser Art. Vor diesem Hintergrund sollte man Reichs Darstellung der Evolution der Sprache betrachten:

Reich: Es gab eine unglaublich interessante und seltsame Linie genetischer Evidenz, die so seltsam war, dass viele Leute, die ich kenne, aus dem Paper ausstiegen. Sie wollten einfach nicht damit in Verbindung gebracht werden, weil es so seltsam war. Sie dachten einfach, es könnte falsch sein. Soweit ich das beurteilen kann, hat es sich gehalten. Es ist einfach so seltsam … Sie untersuchten die Gruppe der differentiell methylierten Regionen, ungefähr 1000 an der Zahl, die sich auf der Linie des modernen Menschen systematisch unterschieden. Sie fragten: Was zeichnete sie aus? Gab es bestimmte biologische Aktivitäten, die auf der für den modernen Menschen spezifischen Linie sehr ungewöhnlich waren? Es gab ein enormes statistisches Signal, das sehr, sehr überraschend und unerwartet war. Es betraf den Vokaltrakt. Den laryngealen und pharyngealen Trakt.

… Wenn man davon ausgeht, dass diese Veränderung des Vokaltrakts für die Sprache wichtig ist, was vernünftig erscheint, dann sagt sie einem vielleicht, dass in den letzten 500.000 oder einigen Hunderttausend Jahren sehr wichtige Veränderungen stattgefunden haben, und zwar spezifisch auf unserer Linie, die bei Neandertalern und Denisovanern fehlten.

Patel: Wenn Menschen ihn seit Hunderttausenden von Jahren besitzen, ist dann nicht klar, warum Menschen nicht in der Lage waren, sich aus Afrika hinaus auszubreiten und …

Reich: Das wissen wir nicht. Wir wissen nur, dass wir ihn heute besitzen. Es könnte erst vor ein paar Hunderttausend Jahren oder vor 50.000 oder 100.000 Jahren gewesen sein, dass diese Veränderungen stattfanden.

Patel: Aber dann wissen wir, dass alle modernen Menschen ihn besitzen, die verschiedenen Gruppen moderner Menschen.

Reich: Vor 200.000 Jahren auseinandergegangen.

Es ist nicht überraschend, dass die Sprachfähigkeiten des Homo sapiens einzigartig sind, wenn man unseren einzigartigen Erfolg bedenkt. Dies war lange Zeit die vorherrschende wissenschaftliche Erklärung. Tatsächlich besagen viele Schöpfungsmythen, dass es die Sprache ist, die den Menschen vom Tier unterscheidet, sodass ähnliche Vorstellungen seit Jahrtausenden die Volksweisheit durchdrungen haben. Wenn die Evolution der Sprache außerdem auch nur annähernd den vier oben genannten Schritten folgte, ist es nicht rätselhaft, wie Sprache heute universell und vor 200.000 Jahren nicht vorhanden sein konnte. Eine zunehmend komplexe Grammatik und Kultur konnte sich zwischen Populationen ausbreiten und so eine Selektion zugunsten erweiterter kognitiver Fähigkeiten bewirken. Dieser Prozess konnte sogar zwischen genetisch unterschiedlichen Linien stattfinden, die nach 100.000 Jahren der Trennung in kulturellen Kontakt kamen.

Ich möchte noch einmal betonen, dass ein solches Szenario nicht überraschend ist. Betrachten wir The Origin and Diversification of Language, ein Klassiker aus dem Jahr 1971, in dem Morris Swadesh Folgendes vorschlägt:

Die Abbildung zeigt Wellen einer fortgeschritteneren Sprache, die sich im Paläolithikum von Eurasien ausbreiteten (mit dem Baskisch-Deneischen im Epizentrum). Modelle wie dieses gerieten in Ungnade, weil Genetiker tiefe genetische Spaltungen in Afrika nachwiesen und man davon ausging, dass in den letzten 50.000 Jahren (oder sogar 350.000 Jahren) keine bedeutende kognitive Evolution stattgefunden habe. Nun zeigt die Genetik, dass diese Annahme falsch ist. Die rezente Evolution ist wieder im Gespräch. Menschen werden nicht als unbeschriebenes Blatt geboren, auf das die Kultur nach Belieben alles schreibt.

Du sagst, du willst eine Revolution?#

Reich beschreibt, wie das gegenwärtige Standardmodell der menschlichen Evolution im Lauf der Zeit zusammengesetzt wurde. Wir sequenzierten moderne Menschen weltweit, erhielten dann alte DNA von Neandertalern und Denisovanern und erkannten, dass es Vermischungen gegeben hatte. Danach mussten wir dasselbe mit mehreren anderen Unregelmäßigkeiten tun, die immer wieder auftauchen.

»Zu diesem Zeitpunkt gibt es eine Reihe dieser Vermischungsereignisse, die zunehmend unplausibel erscheinen. Wenn man die Geschichte der Modelle kennt, die beschreiben, wie Erde und Sonne in der Antike in Beziehung zueinander standen, dann gibt es diese Epizyklen, die der griechische, hellenistische Astronom Ptolemäus anfügte, damit es weiterhin möglich war, die Bewegungen der Planeten und Sterne zu beschreiben, und zwar auf Grundlage eines Modells, in dem die Sonne um die Erde kreiste. Wir haben all diese Epizyklen hinzugefügt, damit alles zusammenpasst.«

Es ist ein bemerkenswerter Vergleich, wenn er von einem Forscher seines Ranges kommt. Eine bekannte Tatsache ist, dass jeder außerhalb Afrikas südlich der Sahara einige Prozent Neandertaler-DNA besitzt. Dieser Anteil ist jedoch deutlich niedriger als vor 40.000 Jahren. Zu einem bestimmten Zeitpunkt könnten eurasische Homo sapiens 10–20 % Neandertaler-DNA besessen haben, gegen die seither selektiert wurde (sie war für das Überleben nachteilig).

»Wenn man seine Vorfahren tatsächlich zählt und nichtafrikanischer Abstammung ist: Wie viele davon waren beispielsweise vor 70.000 Jahren Neandertaler? Es werden nicht 2 % sein. Es werden 10–20 % sein, was viel ist.

Vielleicht ist die richtige Betrachtungsweise, dass man beispielsweise im Nahen Osten eine Population hat, die gerade auf Welle um Welle moderner Menschen trifft, die sich mit ihr vermischen. Es gibt so viele von ihnen, dass sie im Lauf der Zeit Neandertaler bleibt. Sie bleibt lokal. Aber sie wird im Lauf der Zeit einfach immer mehr zum modernen Menschen. Schließlich wird sie von innen durch die Abstammung moderner Menschen übernommen.

… Es ist nicht einmal offensichtlich, dass Nichtafrikaner heute moderne Menschen sind. Vielleicht sind sie Neandertaler, die durch Welle um Welle von Vermischung modernisiert wurden.«

Wenn verschiedene moderne Populationen ein Theseus-Schiff aus anderen Homo-Arten sind, warum wurde die Gattung in den letzten 50.000 Jahren miteinander verflochten? Ein denkbares Modell ist, dass sich Gene und Sprache über Zehntausende von Jahren koevolvierten und weltweit Funken neuer Ideen, Fähigkeiten und Menschen aussandten. Zu Beginn dieses Prozesses hatte jede Homininenart – Homo neanderthalensis, Denisova, Longi, floresiensis, luzonensis und archaische sapiens – ihre eigenen Anpassungen und Nischen. Als sich allgemeine Intelligenz herausbildete, überlebten Individuen, die symbolisches Denken grokken konnten¹. Es ist eine Geschichte der Selbsterschaffung, die unserer Spezies ebenbürtig ist. Die sapienten Homininen – jene, die die Fesseln Edens abwarfen – sind die letzten, die noch existieren.

Im Gegensatz dazu geht das vorherrschende Modell davon aus, dass sich Sprache vor mehr als 200.000 Jahren entwickelte, aber keinen Wettbewerbsvorteil gewährte. Dann, 150.000 Jahre später, verdrängte Homo sapiens in einem im Wesentlichen zufälligen² Prozess ein halbes Dutzend verwandter Arten, die seit Hunderttausenden von Jahren in ihren jeweiligen Nischen lebten. Außerdem hörte die Evolution in den letzten 200.000 Jahren auf, das menschliche Gehirn zu beeinflussen. Anstatt die Evolution zu beschleunigen, als Menschen mit neuartigen Problemen konfrontiert wurden, und trotz unserer sich verändernden Schädelform und einer Vielzahl neuer Gene, die mit der Kognition zusammenhängen, betätigten wir einen »Aus«-Schalter für die kognitive Evolution; danach war die Geschichte vollständig kulturell – Meme entwickelten sich statt Genen.

Es scheint, als müsse irgendwo etwas nachgeben, insbesondere weil diejenigen, die behaupten, am menschlichen Geist sei nichts Besonderes oder unsere unterscheidenden Merkmale hätten sich vor 200.000 Jahren entwickelt, zugleich behaupten, dass es keine rezente kognitive Evolution gegeben habe. Während die Genetik diese Sichtweise demontiert, wie wird sich unser Verständnis unserer Spezies verändern?

Ich wette, dass die Ausbreitung von Genen und Kultur in den letzten 20.000 Jahren das Sapient-Paradoxon vollständig erklären kann. Aber die Zeit wird es zeigen! DNA-Sequenzierung ist ein Teleskop in die Vergangenheit, und die Wissenschaft steckt noch in den Kinderschuhen. Wie das Teleskop wird sie viele heilige Überzeugungen niedertrampeln. Werden sich diejenigen, die an das unbeschriebene Blatt glauben, wie Katholiken vor der Aufklärung verhalten? Werden sich akademische Disziplinen abspalten? Das wird eine wilde Fahrt.

Mehr über meine Theorie des Selektionsdrucks, der uns zu Menschen gemacht hat, findet sich in der Eve Theory of Consciousness. Moderne Menschen sind obligate Dualisten, die ihr Leben als Geist in einer Fleischmaschine verbringen, aber das war nicht immer so. Das Gefühl des „Ich“ ist eine stabile Halluzination, die unsere Spezies in den letzten 50.000 Jahren entwickelt hat. Diese Theorie macht Vorhersagen, etwa dass Menschen im Paläolithikum wesentlich schizophrenischer gewesen sein müssten. Interessanterweise gehört das zu den Befunden in Reichs neuer Arbeit.