Warum Menschen so unterschiedlich aussehen: Haut, Höhe und Milch

In ihrem Büro an der Penn State University tat die Anthropologin Nina Jablonski in den frühen 2000er-Jahren etwas, das täuschend einfach wirkte. Sie nahm Messwerte zur Lichtrückstrahlung der Haut, erhoben bei indigenen Bevölkerungen aus aller Welt, und trug sie gegen Satellitenkarten darüber auf, wie viel ultraviolettes Licht an jedem Ort tatsächlich auf den Boden trifft. Was sich daraus ergab, war keine unübersichtliche Wolke aus Punkten, sondern eine saubere, abfallende Linie. Die Intensität des Sonnenlichts an einem Ort sagt die Hautfarbe der Menschen voraus, die dort über viele Generationen gelebt haben, und zwar mit einer Genauigkeit, die in der menschlichen Biologie selten ist. Wie Jablonski selbst es formuliert hat, ist die Hautfarbe eines der stärksten Beispiele, die wir für natürliche Selektion haben, die am sichtbaren menschlichen Körper wirkt.

Dieses eine Streudiagramm bewirkt etwas Stilles und zugleich Radikales. Es nimmt eines der Merkmale, das am stärksten mit gesellschaftlicher Bedeutung aufgeladen ist, jenes Merkmal, das die Rassenwissenschaft des 19. Jahrhunderts als den Generalschlüssel zur menschlichen Verschiedenheit behandelte, und erklärt es als einen Thermostat, der auf einen Lichtstrahl reagiert. Dieser Artikel stellt die naheliegende Anschlussfrage. Wenn Rasse keine bedeutsame biologische Kategorie ist, und ein Jahrhundert der Populationsgenetik sagt mit Nachdruck, dass sie es nicht ist, wie sieht echte menschliche Vielfalt dann eigentlich aus? Die Antwort ergibt sich aus drei kleinen, konkreten Fallstudien: der Farbe der Haut, den Lungen der Bergbewohner und der Fähigkeit, ein Glas Milch zu trinken.

Vielfalt, die in Abstufungen kommt, nicht in Schubladen

Der Ausgangspunkt ist eine Unterscheidung, die abstrakt klingt, sich aber als das ganze Spiel herausstellt. Die biologische Vielfalt des Menschen ist real, reichhaltig und gut belegt. Was sie nicht ist, ist kategorisch. Die Vielfalt ist klinal, das heißt, sie verändert sich allmählich über die Geografie hinweg, anstatt in einzelnen Stufen an den Kontinentalgrenzen zu springen. Die Hautfarbe wechselt nicht von einem Wert zum anderen, wenn man eine Küstenlinie überquert; sie verläuft fast unmerklich abgestuft, während man vom Äquator zu den Polen wandert. Dasselbe gilt für nahezu jedes Merkmal, sobald man genau hinschaut.

Entscheidend ist, dass die Vielfalt auch von Merkmal zu Merkmal verläuft. Die Hautfarbe folgt einem Gradienten, die Körperproportionen folgen einem anderen, die Häufigkeiten der Blutgruppen folgen einem dritten, und diese Gradienten decken sich nicht. Eine Linie, die gezogen wird, um Bevölkerungen nach ihrer Hautpigmentierung zu trennen, durchschneidet völlig andere Gruppen als eine Linie, die etwa nach Malariaresistenz oder der Form des Nasengangs gezogen wird. Deshalb sagt das Wissen darüber, wo jemand auf einer Kline liegt, fast nichts darüber aus, wo er auf einer anderen liegt. Die Schubladen, die die ältere Rassenwissenschaft um die Menschheit herum ziehen wollte, gingen davon aus, dass Merkmale in Bündeln gemeinsam wandern. Das tun sie nicht. Sie streuen, und sie streuen unabhängig voneinander.

Lange bevor Satelliten die UV-Belastung direkt messen konnten, kartierten Forscher diesen Gradienten bereits von Hand. Im Jahr 1969 setzte ein heute berühmtes Streudiagramm die Lichtrückstrahlung indigener Haut in Beziehung zur geografischen Breite rund um den Globus, und der Zusammenhang war selbst mit den groben Werkzeugen jener Zeit sichtbar. Jablonski und ihr Kollege George Chaplin verfeinerten dieses Bild im Jahr 2000 dramatisch, indem sie Rückstrahlungsdaten von 191 Bevölkerungen zusammenstellten und sie mit NASA-Satellitenmessungen der UV-Strahlung am Boden abglichen. Aus der von Hand gezeichneten Intuition der 1960er-Jahre wurde ein quantitatives Modell.

Hautfarbe als Regler zwischen zwei Gefahren

Warum also stellt das Sonnenlicht überhaupt die Hautfarbe ein? Das Modell von Jablonski und Chaplin behandelt das Pigment in unserer Haut als einen einstellbaren Kompromiss zwischen zwei konkurrierenden Belastungen, die beide mit Sonnenlicht zu tun haben und beide schädlich sein können. Das Pigment, das diese Einstellung vornimmt, ist Melanin, das dunkle Molekül, das ultraviolette Strahlung absorbiert und streut, bevor sie tiefer liegendes Gewebe erreichen kann.

Die erste Belastung drängt zu dunklerer Haut. Ultraviolettes Licht zerstört in hohen Dosen Folat, ein B-Vitamin, das für die Bildung neuer Zellen und für eine gesunde Entwicklung des Fötus unverzichtbar ist. Bevölkerungen, die unter intensiver Äquatorialsonne leben, stehen unter starker Selektion, ihre Folatvorräte zu schützen, und reichlich Melanin tut genau das, indem es als eingebauter Sonnenschutz wirkt. Die zweite Belastung drängt in die andere Richtung. Der Körper stellt Vitamin D her, wobei ultraviolettes Licht den Auslöser bildet, und Vitamin D wird benötigt, um Kalzium aufzunehmen und Knochen zu bilden. Unter der schwachen, schräg einfallenden Sonne hoher Breitengrade würde zu viel Melanin das ohnehin wenige verfügbare UV-Licht blockieren und den Körper an Vitamin D verhungern lassen, was zu einem Mangel führt. Das Ergebnis ist ein Balanceakt. In Äquatornähe überwiegt die Folatgefahr, und die Selektion begünstigt dunkle Haut; weit davon entfernt überwiegt die Vitamin-D-Gefahr, und die Selektion begünstigt hellere Haut, die das knappe UV-Licht durchlässt. Melanin ist schlicht der Regler, der für eine bestimmte Sonnendosis den Arbeitspunkt findet. Die Kline, die man auf einer Karte der menschlichen Hautfarben sieht, ist das sichtbare Protokoll dieses Kompromisses, wiederholt über jeden Breitengrad hinweg.

Drei Bevölkerungen, drei Antworten auf dünne Luft

Wenn die Hautfarbe zeigt, wie eine einzelne Umweltbelastung ein einzelnes Merkmal formt, dann zeigt die Höhenanpassung etwas noch Bemerkenswerteres: dass die Evolution dasselbe Problem auf wirklich unterschiedliche Weise lösen kann. Dauerhaft oberhalb von etwa 3.500 Metern zu leben, ist physiologisch brutal, denn die dünne Luft liefert mit jedem Atemzug weit weniger Sauerstoff. Drei Menschengruppen haben solche Höhen seit Tausenden von Jahren besiedelt, die Tibeter des Himalaya-Plateaus, die Andenvölker des südamerikanischen Hochlands und die Hochlandbevölkerungen Äthiopiens, und als Forscher untersuchten, wie ihre Körper damit zurechtkommen, fanden sie nicht eine gemeinsame Lösung. Sie fanden drei.

Tibeter bewältigen den niedrigen Sauerstoffgehalt, ohne ihr Blut dramatisch zu verdicken, teilweise durch eine Variante eines Gens namens EPAS1, das die Reaktion des Körpers auf Sauerstoffmangel reguliert. Das andine Muster sieht anders aus und stützt sich stärker auf Veränderungen der Sauerstofftransportkapazität. Die äthiopischen Hochlandbewohner zeigen wiederum ein anderes physiologisches Profil, und die genetischen Signale dort deuten auf noch andere Gene hin. Drei Bevölkerungen, drei unabhängige Wege zum selben Ziel. Die tibetische Geschichte trägt eine bemerkenswerte eigene Wendung in sich: Das vorteilhafte EPAS1-Allel wurde nicht bei modernen Menschen von Grund auf neu erfunden, sondern durch Kreuzung mit den Denisova-Menschen, einer archaischen Menschengruppe, vererbt und dann von der Selektion begünstigt, sobald die Tibeter auf das Plateau hinaufzogen. Ein Stück des Genoms eines anderen, Zehntausende von Jahren alt, wurde zum Schlüssel für das Atmen an den höchstgelegenen bewohnten Orten der Erde.

Milch trinken, mehr als einmal entwickelt

Die dritte Fallstudie ist diejenige, die man an seinem eigenen Frühstückstisch überprüfen kann. Die meisten erwachsenen Säugetiere, und die meisten erwachsenen Menschen im Lauf der Geschichte, stellen die Produktion des Enzyms ein, das Laktose verdaut, den Zucker in der Milch, sobald sie entwöhnt sind. Die Fähigkeit, es bis ins Erwachsenenalter weiter zu produzieren, Laktasepersistenz genannt, ist die Ausnahme, und sie ist jung. Sie entwickelte sich mindestens dreimal unabhängig voneinander innerhalb der letzten etwa siebentausend Jahre, jedes Mal an der Seite einer Kultur, die begonnen hatte, Milchvieh zu halten.

Nordeuropäische Bauern tragen eine regulatorische Variante in der Nähe des Laktase-Gens. Ostafrikanische nilotische Hirten, deren Leben sich um Rinder dreht, tragen eine andere. Arabische Kamelzüchter tragen wiederum eine andere. Drei Bevölkerungen, drei verschiedene genetische Veränderungen, alle in der Nähe desselben Gens gelegen und alle mit demselben Ergebnis, der Fähigkeit, als Erwachsener frische Milch zu verdauen. Das ist konvergente Evolution, ertappt auf frischer Tat, und es ist zugleich ein anschauliches Beispiel dafür, wie Kultur die Biologie lenkt. Die genetische Veränderung schuf nicht die Gewohnheit, Milch zu trinken; die Gewohnheit, Milchvieh zu halten, schuf den Selektionsdruck, der die genetische Veränderung begünstigte. Wo sich die Milchwirtschaft ausbreitete, folgte die Milchverträglichkeit, und sie folgte auf verschiedenen molekularen Wegen an verschiedenen Orten.

Warum nichts davon die Rasse zurückbringt

Es ist verlockend, auf saubere Gradienten und konvergente Lösungen zu blicken und zu schließen, dass sie die alten Kategorien doch noch bestätigen, dass hier endlich die Biologie unter der Rasse zum Vorschein kommt. Das tun sie nicht, und die drei Fallstudien sind genau der Grund dafür. Man beachte das Muster, das sie teilen. Jede Anpassung ist lokal, geformt von einer bestimmten Umwelt. Jede ist jung, entstanden innerhalb der letzten paar tausend bis paar Zehntausend Jahre. Jede entwickelte sich mehr als einmal, auf verschiedenen Wegen an verschiedenen Orten. Und keine einzige von ihnen deckt sich mit den Grenzen irgendeiner Rassenkategorie.

Die Merkmale variieren nicht gemeinsam. Dunkle Haut sagt keine Laktasepersistenz voraus; die Höhenanpassung folgt nicht der Hautfarbe; die Kline für ein Merkmal kreuzt die Kline für ein anderes in jedem Winkel. Der Wert einer Person auf dem Gradienten der Hautpigmentierung gibt einem im Grunde keine Information darüber, wo sie auf dem Laktose-Gradienten oder dem Höhen-Gradienten liegt. Die Gradienten verlaufen in verschiedene Richtungen und fassen je nach gewähltem Merkmal verschiedene Bevölkerungen zusammen. Das ist der Kern der Sache. Echte biologische Vielfalt rettet die Rassenschubladen keineswegs, sie löst sie auf, denn die Vielfalt weigert sich, dieselben Menschen zweimal auf dieselbe Weise zu sortieren.

Es hilft, sich vor Augen zu führen, wie neu all das ist. Fast die gesamte Variation auf Bevölkerungsebene, die die Rassenwissenschaft des 19. Jahrhunderts zu systematisieren versuchte, entstand innerhalb der letzten fünfzigtausend Jahre, nachdem sich moderne Menschen aus Afrika ausgebreitet hatten und auf neue Klimazonen, neue Höhen und neue Ernährungsweisen trafen. Auf der Zeitskala der menschlichen Evolution, die Hunderttausende von Jahren zurückreicht, sind diese Unterschiede brandneu, eine dünne und junge Überlagerung über einem tief geteilten Erbe.

Körper, die nach der Geburt geformt werden, und eine Abstammung, die immer gemischt ist

Zwei letzte Bausteine vervollständigen das Bild, und beide widersprechen jeder Vorstellung von festen, reinen Typen. Der erste ist, dass die Gene nicht das Einzige sind, das einen Körper formt. Der menschliche Körper reagiert auf seine Entwicklungsumgebung, besonders früh im Leben. Die Arbeit von David Barker in den 1980er-Jahren zeigte, dass die Ernährung im Mutterleib und in der frühen Kindheit das Risiko für Erwachsenenkrankheiten wie Herzerkrankungen und Diabetes beeinflusst, und einen Teil des Mechanismus verstehen wir heute durch die Epigenetik, chemische Markierungen, die einstellen, wie Gene gelesen werden, und die ein Umweltsignal über Zellgenerationen hinweg tragen können. Zwei Menschen mit ähnlichen Genomen können messbar unterschiedliche Körper entwickeln, je nach den Bedingungen ihres frühen Wachstums. Der Körper ist formbar, nicht aus einer festen Gussform gepresst.

Der zweite ist, dass die angeblich reinen Bevölkerungen der älteren Rassenwissenschaft sich als gründlich durchmischt erweisen, wenn Genetiker tatsächlich ganze Genome lesen. Genomweite Abstammungsmethoden zeigen routinemäßig Vermischungen dort, wo die alten Kategorien keine vorhersagten. Im Jahr 2017 dokumentierte eine von Pontus Skoglund geleitete Arbeit einen Anteil archaischer Abstammung in westafrikanischen Bevölkerungen, einen Beitrag aus einer tief abgespaltenen menschlichen Linie, den keine kontinentale Schublade erwartet hatte. Jeder Mensch ist, genau genug betrachtet, eine Mischung. Es gibt keine genomische Linie, die man ziehen kann, um die Menschheit sauber in die Kategorien des 19. Jahrhunderts aufzuteilen, denn die Daten unter diesen Kategorien sind durch und durch gradientenartig, jung, konvergent, formbar und vermischt.

Die wichtigsten Erkenntnisse

Die biologische Vielfalt des Menschen ist real und gut belegt, aber sie sieht ganz und gar nicht wie Rasse aus: Sie ist klinal statt kategorisch, Merkmal für Merkmal in Gradienten organisiert, die sich nicht decken, und fast alles davon entstand innerhalb der letzten fünfzigtausend Jahre. Die Hautfarbe ist ein Melanin-Regler, der zwei vom Sonnenlicht getriebene Gefahren ausbalanciert, die Zerstörung von Folat bei hohem UV-Licht und den Verlust von Vitamin D bei niedrigem UV-Licht, was einen sauberen Breitengrad-Gradienten erzeugt. Die Höhenanpassung bei tibetischen, andinen und äthiopischen Bevölkerungen zeigt dasselbe Problem auf drei unabhängige Weisen gelöst, wobei die tibetische EPAS1-Variante von den Denisova-Menschen geerbt wurde. Die Laktasepersistenz entwickelte sich in den letzten siebentausend Jahren mindestens dreimal unabhängig voneinander bei milchwirtschaftlich geprägten Völkern, ein Fall, in dem die Kultur die Biologie antreibt. Keines dieser Merkmale variiert gemeinsam, keines deckt sich mit Kontinentalgrenzen, und die eigene Position auf einer Kline sagt fast nichts über eine andere aus. Fügt man die entwicklungsbedingte Formbarkeit hinzu, bei der die Umwelt des frühen Lebens über epigenetische Mechanismen die Gesundheit im Erwachsenenalter prägt, und die genomweite Abstammung, die zeigt, dass jede Bevölkerung vermischt ist, dann steht der Schluss fest: Echte menschliche Vielfalt stellt die Rassenkategorien nicht wieder her, sie löst sie auf.