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Alte Proteine helfen, frühen Milchkonsum in Afrika nachzuvollziehen

In Ostafrika wurde bereits vor der Entwicklung der Laktase-Persistenz Milch konsumiert

Max Planck Institute for the Science of Human History

Research News

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IMAGE: Weidende Rinder in Entesekara in Kenia nahe der tansanischen Grenze view more 

Credit: A. Janzen

Seit Jahrzehnten, versuchen Archäologinnen und Archäologen mit Hilfe verschiedener Methoden zu rekonstruieren, wann, wo und wie die Menschen in der Vergangenheit Milch konsumierten. Sie studierten beispielsweise Felsmalereien, um Szenen zu identifizieren, auf denen Tiere gemolken werden und sie untersuchten Tierknochen, um Tötungsmuster zu rekonstruieren, die Hinweise auf die Nutzung der Tiere für die Milchwirtschaft geben könnten. Jüngere Studien verwenden naturwissenschaftliche Methoden, um Spuren von Milchfetten auf archäologischen Gefäßen zu entdecken. Mit keiner dieser Methoden kann man jedoch feststellen, ob eine bestimmte Person Milch konsumiert hat.

Heute nutzt die archäologische Forschung zunehmend die Proteomik, um die Entstehung und Geschichte der Milchwirtschaft zu erforschen. Mit Hilfe biochemischer Methoden können dabei aus winzigen Partikeln konservierter Proteine, welche aus archäologischen Materialien gewonnen werden, milchspezifische Proteine identifiziert und sogar die Art des Milchtieres bestimmt werden.

Wo sind diese Proteine erhalten? Ein wichtiges Reservoir ist Zahnstein - Zahnbelag, der im Laufe der Zeit mineralisiert und ausgehärtet ist. Ohne Zahnbürsten, konnten in der Vergangenheit viele Menschen Zahnbeläge nicht entfernen, so dass sich viel Zahnstein entwickelte. Was damals vermutlich zum allmählichen und schmerzlichen Verfall der Zähne unserer Vorfahren führte, ist für heutige Forschende eine Goldgrube von Informationen über die damalige Ernährung, da Zahnbelag häufig Nahrungsproteine einfängt und sie für Tausende von Jahren konserviert.

Nun hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Forschenden des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena und des National Museums of Kenya (NMK) in Nairobi, Kenia, Zahnsteinproben von menschlichen Überresten aus Afrika analysiert. Die Untersuchung war besonders herausfordernd, da hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeit die Proteinkonservierung beeinträchtigen könnten. Die Studie erscheint am 27. Januar in Nature Communications.

Das Team analysierte Zahnstein von 41 erwachsenen Individuen aus 13 archäologischen Fundstätten im Sudan und in Kenia und konnte überraschenderweise bei acht der Individuen Milchproteine identifizieren.

„Manche der Proteine waren so gut erhalten, dass wir sogar die Art des Tieres, von dem die Milch stammte, bestimmen konnten. Teilweise waren die Proteine mehrere tausend Jahre alt, was für eine lange Geschichte des Milchkonsums in Afrika spricht", sagt Hauptautorin Madeleine Bleasdale.

Die ältesten Proteine konnten in Kadruka 21, einem Gräberfeld im Sudan, mit einem Alter von knapp 6.000 Jahren identifiziert werden. Im anliegenden Gräberfeld Kadruka 1, fanden die Forschenden knapp 4.000 Jahre alten Zahnstein und konnten bestimmen, dass die Proteine aus Ziegenmilch stammten.

„Dies ist der bisher früheste direkte Beweis für den Konsum von Ziegenmilch in Afrika", so Bleasdale. „Sehr wahrscheinlich waren Ziegen und Schafe wichtige Milchquellen für die frühen Hirtengemeinden in den trockeneren Umgebungen."

Dem Team gelang es auch, Milchproteine im Zahnstein eines Individuums aus Lukenya Hill zu entdecken, einer frühen Stätte der Hirten in Südkenia mit einem Alter von etwa 3,600 bis 3,200 Jahren.

„Vermutlich war der Verzehr von Milch ein Schlüssel für den Erfolg und die langfristige Resilienz der afrikanischen Pastoralisten", so Koautor Steven Goldstein.

Die Forschung zur Evolution der Milchwirtschaft wird weltweit intensiviert, aber für die Erforschung der Ursprünge des Milchkonsums, bleibt der afrikanische Kontinent von besonderem Interesse. Die einzigartige Entwicklung der Laktase-Persistenz in Afrika, in Kombination mit der Tatsache, dass der Verzehr von Tiermilch für viele Gemeinschaften weithin von großer Bedeutung ist, macht Afrika zu einer zentralen Region für das Verständnis, wie sich Gene und Kultur gemeinsam entwickeln können.

Normalerweise wird Laktase, ein Enzym, welches benötigt wird, um Milch vollständig zu verdauen, mit dem Ende der Kindheit vom Körper nicht mehr produziert, was bei vielen Erwachsenen zu Beschwerden nach dem Konsum von Milch führt. In manchen Fällen wird Laktase jedoch weiterhin produziert, weshalb man auch von Laktase-Persistenz spricht.

Bei Europäern gibt es eine Hauptmutation, die mit der Laktase-Persistenz verbunden ist, aber in verschiedenen Populationen in Afrika gibt es bis zu vier solcher Mutationen. Wie kam es dazu? Die Frage fasziniert Forschende seit Jahrzehnten. Wie sich Milchwirtschaft und menschliche Biologie gemeinsam entwickelt haben, ist jedoch bis heute weitgehend rätselhaft geblieben.

Indem das Team die Erkenntnisse darüber, welche der untersuchten Individuen Milch konsumiert hatten, mit den genetischen Daten kombinierte, die es aus einigen der menschlichen Überreste gewonnen hatte, ließ sich auch die Frage beantworten, ob die frühen „Milchkonsumenten" auf dem Kontinent bereits eine Laktase-Persistenz aufwiesen, d. h. laktase-tolerant waren. Die Antwort lautet nein. Die Menschen konsumierten Milchprodukte ohne die genetische Anpassung, die das Milchtrinken bis ins Erwachsenenalter unterstützt.

Dies legt nahe, dass das Trinken von Milch Bedingungen schuf, welche die Entstehung und Ausbreitung der Laktase-Persistenz in afrikanischen Populationen begünstigten. Seniorautorin und Max-Planck-Direktorin Nicole Boivin erklärt: „Dies ist ein sehr gutes Beispiel dafür, wie die menschliche Kultur - über Jahrtausende hinweg - die menschliche Biologie umgestaltet hat."

Aber wie haben die Menschen in Afrika ohne das verdauungsnotwendige Enzym Milch konsumiert? Die Antwort könnte in der Fermentation liegen. Milchprodukte wie Joghurt haben einen geringeren Laktosegehalt als frische Milch, und so haben die frühen Hirten die Milch möglicherweise zu Milchprodukten verarbeitet, die leichter zu verdauen waren.

Entscheidend für den Erfolg der Forschung war die enge Partnerschaft der Max-Planck-Wissenschaftler/-innen mit afrikanischen Forscher/-innen, darunter die der National Corporation of Antiquities and Museums (NCAM), Sudan, und die langjährigen Kolleginnen und Kollegen des National Museums of Kenya (NMK). "Es ist großartig, einen Einblick in die wichtige Rolle Afrikas in der Geschichte der Viehzucht zu bekommen", so Koautor Emmanuel Ndiema vom NMK. "Und es war wunderbar zu sehen, welches Potenzial noch in den archäologischen Funden steckt, die vor Jahrzehnten ausgegraben wurden, bevor diese neuen Methoden überhaupt erfunden wurden. Es zeigt den anhaltenden Wert und die Bedeutung von Museumssammlungen auf der ganzen Welt, auch in Afrika."

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