Die Mär vom einprozentigen Unterschied zwischen Schimpanse und Mensch

Schimpansen bekunden wie Menschen emotionale Zustände wie Freude, Staunen, Ärger, Abscheu, Angst und Wut über die Mimik und Gestik. Sie bitten mit der ausgestreckten Hand oder einer Verbeugung um die Pflege des Fells. Körperkontakt entfaltet auch bei ihnen eine beruhigende Wirkung. Sie necken sich gegenseitig, umarmen und küssen sich bisweilen zur Begrüßung und verabschieden sich. Durch Demutsgebärden reduzieren sie die Aggressivität von Artgenossen. Versuche der Malerei deuten ästhetisches Gespür an.
Beim Blick in den Spiegel erkennen besonders Schimpansinnen sich selbst, inspizieren ihren Mund mit den Zähnen, reagieren mit auffälligem Verhalten wie Hüpfen und entfernen gegebenenfalls den zuvor auf der Stirn angebrachten weißen Kreidefleck. Die Jungtiere sind bis ins Teenageralter mit der Mutter unterwegs. Durch Beobachten übernehmen sie Verhaltensweisen bei der Nahrungsbeschaffung oder beim gruppeninternen Interagieren.
Junge Schimpansen entwickeln sich zu geschickten Kletterern mit einem breiten Spektrum emotionaler Gestimmtheiten, können aber keine der global ungefähr 7.000 erfassten Sprachen des Menschen mit Tausenden Wörtern sowie komplizierter Grammatik, Phonetik und Syntax erlernen. Menschenkinder können sich jede Sprache in den ersten Lebensjahren ohne schulisches Lernen aneignen. Mit acht Monaten merken Säuglinge intuitiv den Unterschied zwischen Wörtern mit lexikalischer Bedeutung wie Substantiven, Verben und Adjektiven sowie funktionalen Wörtern wie Konjunktionen und Artikeln zum grammatischen Strukturieren von Sätzen. Sie erahnen die Position dieser Wortkategorien in Sätzen und ihre Funktionen in der bzw. den gehörten Muttersprachen. Babys verfügen über ein genetisch verankertes Grammatikverständnis, bevor sie sprechen. Nach der Aneignung der Sprache können Menschen die Elemente unter Berücksichtigung grammatisch-syntaktischer Regeln beliebig miteinander kombinieren.
Schimpansen können unangenehme Emotionen weniger als Menschen kognitiv abmindern. Ein Mensch mit beißenden Zahnschmerzen, der um die baldige Hilfe eines Zahnarztes Bescheid weiß, erträgt die Schmerzen eher als ein Schimpanse in der gleichen Situation. Dem Schimpansen kann die anstehende Schmerzlinderung nicht mitgeteilt werden. Junge Schimpansen verkraften den abrupten Verlust der Mutter ohne Zuwendung durch einen Artgenossen oder Menschen auch bei ausreichendem Nahrungsangebot meistens nicht. Sie empfinden den Verlassenheitsschmerz so intensiv, dass sie sterben. Wachsen männliche Schimpansen ohne mütterliche Fürsorge auf, sind sie später weniger konkurrenzfähig und haben weniger Nachkommen. Wie die meisten Menschenkinder leiden sie zeitlebens bei abruptem Verlust eines Elternteils. Gesundheitliche Probleme wie Wachstumsverzögerung können die Folge sein. Bei vernachlässigten Waisenkindern wurden kürzere Telomere festgestellt, so dass manche von altersbedingten Erkrankungen eventuell früher betroffen sind. Ähnlich können sich traumatische Erlebnisse wie sexueller Missbrauch in der Kindheit auswirken.
Beim feinmotorischen Geschick, beim Blick in den Mikro- und Makrokosmos sowie bei der Reflexion über das Gestern und Morgen der Erde und Lebenswelt zeigt sich der Unterschied zwischen Schimpanse und Mensch augenfällig. Nur ein Mensch kann eine Uhr zerlegen, die abgenützten Teile auswechseln, die Federn, Räder und anderen Bestandteile reinigen, einölen und dann die Uhr wieder korrekt zusammensetzen. Allein er rekonstruiert die Erdgeschichte durch Untersuchung und Datierung geologischer Schichten, deutet Fossilfunde und erforscht die mögliche Existenz von extraterrestrischen Lebenswelten.
Nur die Menschheit hat eine enorme Vielfalt soziokultureller Lebensformen undzieht in Betracht, Kolonien auf einem erdähnlichen Planeten eines anderen Sonnensystems wegen der Möglichkeit eines atomaren Konflikts, eines lebenswidrigen Klimas, einer tödlichen Pandemie oder globalen Impaktkatastrophe zu errichten und zu dem Vorhaben bemannte Raumschiffe mit Warp-Antrieb zu konstruieren oder kosmische Wurmlöcher zu nutzen, um zwischen zwei Punkten in der Raumzeit zu reisen, ohne den Raum dazwischen zu durchqueren.
Schimpansen setzen durch Beobachten des Verhaltens älterer Artgenossen Steine und abgebrochene Zweige bei der Nahrungsbeschaffung ein. Sie erfreuen sich in jungen Jahren beim Spielen, widmen sich der Suche leckerer Früchte, jagen bisweilen kleinere Affen, halten Ausschau nach einem Baum zum Schlafen, verteidigen das Revier und pflanzen sich fort. Durch Training von Menschen können sie Bedürfnisse wie den Erhalt der Lieblingsspeise, gekitzelt werden oder das gemeinsame Erkunden der Umgebung über Dutzende von Gesten der Taubstummensprache oder eine Tastatur mitteilen. Noch nie hat aber ein cleverer Schimpanse ein technisches Produkt wie Motorsäge, Fahrrad, Auto, Flugzeug, U-Boot, Panzer, Fahrstuhl, Radio, Fernseher, Handy, Computer, Elektronenmikroskop oder Radioteleskop anfertigt.
Die geringeren instrumentellen und mentalen Fähigkeiten spiegeln sich im Gehirn unter anderem im Hirnfurchenmuster des Hinterhauptlappens und unteren Stirnlappens wider. Bei den Nervenzellen von Mensch und Schimpanse finden sich Unterschiede hinsichtlich der Größe, Form, Dichte und Anordnung. Bemerkenswerterweise beträgt der Enzephalisationsquotient des Schimpansen durchschnittlich 2,3 und des Menschen 7,5. Zudem besitzt der Mensch 46 und der Schimpanse 48 Chromosomen. Teilweise sind die gemeinsamen Gene in einer anderen Reihenfolge angeordnet.
Im aus phylogenetischer Sicht angenommenen Fusionsbereich des humanen Chromosoms 2 ist ein Intron (nicht-kodierender DNA-Bereich) des vermutlich dreifunktionalen Gens mit der Bezeichnung DDX11L2 platziert, was zur Hypothese von zwei früher verschmolzenen Chromosomen nicht passt. Die miteinander in Kontakt tretenden DNA-Sequenzen, die durch Interaktionen genetische Programme koordinieren und zu dreidimensionalen Chromosomenstrukturen beitragen (topologically associating domains), unterscheiden sich zwischen den beiden Arten wie zwischen Mensch und Maus. Die Histon-Modifikationen weichen etwa 30 Prozent voneinander ab.
Bei einem 2010 veröffentlichten Sequenzvergleich der spezifisch männlichen Region des Y-Chromosoms (MSY-Sequenz) wurde ermittelt, dass der Mensch 27 Genfamilien bzw. 78 Gene und der Schimpanse 18 Genfamilien bzw. 37 Gene hat. Demnach besitzt das humane Y-Chromosom etliche Gene, die dem des Schimpansen fehlt. Der Unterschied lässt sich annäherungsweise mit dem autosomalen Genomunterschied von Mensch und Huhn vergleichen. Bei einem 2012 publizierten Y-Chromosomen-Vergleich der zwei Arten war die Differenz größer als zwischen Mensch und Rhesusaffe.
Auffallend ist das Fehlen von Variation auf dem Y-Chromosom des Menschen. Während bei 42 genetisch untersuchten Männern alle Positionen eines DNA-Abschnitts aus 3.000 Basen übereinstimmten, wurden bei 23 von 101 Schimpansen Variationen auf dem Y-Chromosom gefunden. Die fehlende Variation beim Menschen signalisiert, dass die heutigen Männer von relativ wenigen männlichen Vorfahren abstammen, die vor nicht allzu langer Zeit lebten. Sie könnten ein Männer betreffendes Massensterben überstanden haben.
Bei einem 2002 publizierten DNA-Vergleich von Mensch und Schimpanse unterschieden sie sich 1,4 Prozent durch Einzelnukleotid-Differenzen und 3,4 Prozent durch kürzere oder längere Gene (Indel-Mutationen). 2005 wurde das Ergebnis durch 2,7 Prozent bei den Sequenzduplikationen ergänzt, so dass sie sich um 7,5 Prozent unterschieden. Zu der Divergenz gehörten ungefähr 35 Millionen Einzelnukleotid-Unterschiede, fünf Millionen Deletionen bzw. Insertionen und diverse chromosomale Umlagerungen. Durch präzisere Sequenziermethoden kam zusätzliches Licht in die komplizierte Angelegenheit.
So wurden in einer 2018 publizierten Studie 555 Millionen exakt sequenzierte Basenpaare der DNA von Mensch und Schimpanse mittels modernster Bioinformatiksoftware verglichen, bei der Indels als Differenzkriterium ausgewiesen wurden (Basic-Local-Alignment-Search-Tool-Algorithmus mit Gap-Extension). Der gefundene Wert betrug 16 Prozent. Er passte zu einem Befund vom Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium von 2005, bei dem von 2,8 Milliarden sequenzierten Basenpaaren des Menschen 2,4 Milliarden Basenpaare im Genom des Schimpansen gefunden wurden, was einen Unterschied von 14 Prozent ergab.
Wird die gesamte DNA inklusive der regulierenden Junk-DNA dem Vergleich beider Spezies zu Grunde gelegt, resultiert ein Unterschied von mindestens 15 Prozent, nämlich etwa 1.400 mehrfach vorliegende Gene (Copy Number Variations), zirka 2.700 Human Accelerated Regions (HARs), 634 proteinkodierende Gene des Menschen, 740 proteinkodierende Gene des Schimpansen und mindestens 120 Mikro-RNA-Gene des Menschen.
Die Mikro-RNA-Gene (miRNAs) sind RNA-Moleküle aus ungefähr 22 Nukleotiden zum Regulieren der Genaktivität. Oft ist jede miRNA durch Prozesse wie Translations-Blockade und mRNA-Abbau bei der Steuerung von Hunderten von Genen beteiligt. Laut einer Studie von 2006 wurden von 447 vor allem bei Primaten vorkommenden miRNAs 25 nur beim Schimpansen und 36 nur beim Menschen entdeckt. Bei einem Nukleotidvergleich von 9.329 Promotoren, die vor den Genen zum Initiieren der Transkription liegen, war ein zirka Drittel weniger als 90 Prozent ähnlich. Zudem werden die Promotoren von Schimpanse und Mensch teilweise anders gesteuert. Ihre Aktivitätsmuster weichen signifikant voneinander ab.
Zudem unterscheiden die HARs zum An- und Abschalten von Genen etwa bei der pränatalen Gehirnentwicklung sich teilweise deutlich. So ist der humane Enhancer (Regulationsschalter) HARE5 zum Steuern des ungefähr 300.000 Nukleotide entfernten Gens FZD8 aktiver als der Enhancer des Schimpansen. Mittels HARE5 werden Stammzellen zu Zellteilungen angeregt, um Vorläuferzellen von Neuronen der Großhirnrinde zu bilden, die für Funktionen wie Sprache und Bewusstsein bedeutsam sind. Die Sequenz von HAR1F unterscheidet sich in 18 von 118 über das gesamte Genom verteilten Basen von der Sequenz des Schimpansen, die mit der vom Gorilla und Orang-Utan übereinstimmt.
Beim Schimpansen ist die das bei der Gehirnentwicklung beteiligte Gen ZNF558 regulierende Region deutlich länger und inaktiv. Die kürzere Variante des Menschen ist aktiv. Ungefähr 18 Prozent der schwach methylierten DNA-Abschnitte von Mensch und Schimpanse divergieren. Dies könnte eine Beziehung zu häufiger beim Menschen vorkommenden Erkrankungen wie Krebs haben. Tausende Tanskriptionsfaktoren (Proteine mit Erkennungsmuster/n für Bindestellen am Ziel-Gen) des Menschen befinden sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem anderen Aktivitätsmodus. Sie bilden komplexe Netzwerke mit aktivierenden und hemmenden Elementen der Proteinsynthese und sind unter anderem bei der Bildung des Gehirns, beim Kontakt zwischen Nervenzellen und bei mentalen Fähigkeiten beteiligt. Die kognitive Einzigartigkeit des Menschen kann im genregulierenden Profil deutlich erkannt werden. Rückblickend ist festzuhalten: Aus anatomischer und emotionaler Sicht existieren zahlreiche Gemeinsamkeiten beider Spezies. Auf (epi)genetischer, feinmotorischer und kognitiver Ebene wird eine tiefe und breite Kluft zwischen Mensch und Schimpanse gefunden. Sie passt nicht zu einer Verwandtschaftsbeziehung. Der Zeitraum seit der evolutionsbiologisch angenommenen Trennung vor sechs Millionen Jahren genügt nicht zum Ausheben des Grabens. Durch die neueren Sequenziertechniken und epigenetischen Analyseverfahren wurde die noch oft zu hörende genetische Differenz von einem Prozent widerlegt.

Veröffentlichungen zur Thematik:

1. Divergence between samples of chimpanzee and human DNA sequences is 5%, counting indels (2002)
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.172510699

2. Initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome (2005)
https://www.nature.com/articles/nature04072

3. Diversity of microRNAs in human and chimpanzee brain (2006)
https://www.nature.com/articles/ng1914

4.Relative Differences: The Myth of 1% (2007)
https://www.science.org/doi/10.1126/science.316.5833.1836

5. Divergent Whole-Genome Methylation Maps of Human and Chimpanzee Brains Reveal Epigenetic Basis of Human Regulatory Evolution (2012)
https://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(12)00410-7

6. Origins of De Novo Genes in Human and Chimpanzee (2015)
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1005721

7. Can a few non-coding mutations make a human brain (2015)?
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bies.201500049

8. Human-Chimpanzee Differences in a FZD8 Enhancer Alter Cell-Cycle Dynamics in the Developing Neocortex (2015)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25702574/

9. Chromosom 2 des Menschen. Ergebnis einer Fusion (2017)?
https://www.si-journal.de/jg24/heft1/sij241-2.html

10. Das Erbgut von Mensch und Schimpanse. Wie groß ist die genetische Verwandtschaft wirklich (2019)?
https://www.si-journal.de/jg26/heft1/sij261-1.html

11. What makes us human? The answer may be found in overlooked DNA (2021)
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/10/211008105736.htm

Vortrag:
Evolution des menschlichen Gehirns. Wie aus genetischen Änderungen kognitive Leistungen werden (2022)
https://www.spektrum.de/video/evolution-des-menschlichen-gehirns/2001145?utm_source=SPNW&utm_medium=NL&utm_campaign=SPNW_NL_SCIVIEWS

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