Mules contribution to Equine Population in Austria & Germany

Dr. Elmira Mohandesan

New FWF grant, project start in June 2019

Title:  Combining Morphology and Palaeogenomics to Understand the Status and Contribution of Mules to Roman Equine Populations in Austria and Germany (short title: Mules Contribution to Equine Population in Austria and Germany)

Principal Investigators: International Austrian (FWF) - German Research Foundation (DFG) Joint Research Project
Elmira Mohandesan, University of Vienna, Austria & Joris Peters, LMU Munich, Munich, Germany

Abstract: In ancient cultures humans and animals interacted in multiple ways, but tangible evidence illustrating this relationship is limited due to the nature of the archaeological record usually comprising but the skeletal remains of the animals exploited in former times. Since materials relevant to the study of the human-animal relationship have often been studied using traditional methods, innovative analytical approaches must be applied to gain additional insights. In our research project an elusive animal takes centre stage, namely the mule. Representing the offspring of a male donkey and a mare, this hybrid distinguishes itself from parental stock by its greater physical strength, endurance, surefootedness in mountainous terrain, more balanced temper and modest food demands. These characteristics explain why even today mules are considered excellent labour animals and particularly suitable for long-distance transportation of people and goods. Valued since Antiquity in military and civil life in the Mediterranean region, our study addresses the issue to which extent mules became an integral part of the animal world following the Roman conquest and occupation of the regions north of the Alpine divide. Earlier research already argued that mules were introduced to the Roman Provinces Raetia, Noricum and Upper Pannonia, but failed to provide answers concerning the magnitude of this new development as well as the issue whether mules were intentionally bred north of the Alps. By refining morphological analysis applying Geometric Morphometrics and evaluating ancient DNA signatures in pre-Roman and Roman equine populations, our project intends for the first time approximating the role of this hitherto largely invisible livestock species in temperate Europe whilst in the meantime elucidating its military, economic and breeding history in Roman times.

Project number: I 3838-B29

Duration: 36 months

Call: International Austrian (FWF) - German Research Foundation (DFG) Joint Research Project

Leading Agency: FWF

Austrian project leader: Dr. Elmira Mohandesan

German project leader: Prof. Joris Peters


Unsere Gesichter geben Signale

"Salzburger Nachrichten" Nr. 103 vom 04.05.2018 Seite: 16 Ressort: Wissenschaft Österreich

Ein dickes Gesicht mit viel Körperfett wirkt dominant. Wer ein eher schmales, weibliches Gesicht hat, signalisiert Unterwürfigkeit.

Menschliche Gesichter sind unser bedeutendstes und komplexestes Signalsystem. Für die wissenschaftliche Entschlüsselung werden künstliche Gesichter, sogenannte Morphs, erstellt, die sich ausschließlich in charakteristischen Gesichtsmerkmalen für eine einzige Eigenschaft – etwa Körperhöhe, Körperkraft, Testosteronkonzentration – unterscheiden. Wissenschafter um die Evolutionäre Anthropologin Katrin Schäfer und die Biologin Sonja Windhager von der Universität Wien haben dazu ein neues Analyseverfahren entwickelt, das eine systematische Untersuchung und Überprüfung etablierter Hypothesen zu menschlicher Kognition und Kommunikation leichter macht.

Um in der Forschung vom subjektiven Eindruck zu objektiven Zahlen und Fakten zu kommen, haben die Forscher mittels mathematischer Modelle exakte Werte für die jeweilige Eigenschaft ermittelt und so verschiedene künstliche Gesichter entwickelt. Testpersonen beurteilten dann diese Morphs hinsichtlich ihrer sozialen Stellung. Getestet wurden weibliche Gesichter-Morphs. Diese wurden mit unterschiedlichem Körperfettgehalt gestaltet. Ausgehend von einem Durchschnittsgesicht mit 23 Prozent Körperfettanteil wurden weitere Abstufungen nach oben und unten errechnet und gestaltet. Fast 300 Probanden mussten dann diese Gesichter einschätzen. Ergebnis: Je höher der Körperfettanteil, desto dominanter wurden die Morphs wahrgenommen, je niedriger, desto unterwürfiger.

Anders verhielt es sich beispielsweise mit der Attraktivität. Hier wurden moderate Anteile

von Körperfett bevorzugt. In dieser Einschätzung waren sich alle befragten österreichischen Altersgruppen einig. Im Gesicht anderer Menschen zu lesen ist eine sehr alte menschliche Eigenschaft, die in Urzeiten für das Überleben gesorgt hat. Auch Menschen, die von Geburt an blind sind, zeigen eine identische Mimik, die von einem Set aus fünf Muskelgruppen im Gesicht bestimmt wird. Grundemotionen wie Angst, Freude oder Zorn werden von Menschen bis heute überall auf der Welt in ähnlicher Weise im Gesicht der anderen verstanden. Allerdings gibt es im Gesichtlesen kulturelle Unterschiede. Während sich Europäer auf Augen und auf den Mund ihres Gegenübers konzentrieren, bevorzugen Asiaten eher nur die Augen.


Fenster in die Vergangenheit

17. Mai 2018

WissenschafterInnen analysieren uralte menschliche DNA aus Südostasien

Neueste Analysen ganzer Genome uralter menschlicher DNA aus Südostasien haben gezeigt, dass es im Laufe der letzten 50.000 Jahre mindestens drei große Migrationsströme in diese Region gab. Ein internationales Team unter der Leitung von ForscherInnen der Harvard Medical School und der Universität Wien um den Anthropologen Ron Pinhasi extrahierte die DNA aus den sterblichen Überresten von 18 Personen, die vor ungefähr 1.700 bis 4.100 Jahren im heutigen Vietnam, Thailand, Myanmar und Kambodscha lebten. Ihre Ergebnisse wurden nun in Science veröffentlicht.

Die Forschungsgruppe fand heraus, dass bereits vor 45.000 Jahren die ersten Menschen in die Region immigrierten und zu Jägern und Sammlern wurden. In der Jungsteinzeit vor rund 4.500 Jahren gab es einen starken Zustrom von Menschen aus China, die landwirtschaftliche Praktiken nach Südostasien brachten und sich unter die dort ansässigen Jäger und Sammler mischten.

Die neue Publikation beleuchtet einen weiteren wichtigen Aspekt in der Geschichte der weltweiten Bevölkerungsdynamik. Sie schließt damit an zahlreiche europäische Studien zu uralter DNA sowie zunehmenden Forschungsaktivitäten im Nahen Osten, Zentralasien, den pazifischen Inseln und Afrika an. "Wir haben heutzutage die Möglichkeit, einen sehr wichtigen Teil der Welt anhand von Analysen uralter DNA zu erforschen", so Mark Lipson, Postdoc-Fellow im Labor von David Reich an der Harvard Medical School und Erstautor dieser Studie. "Es öffnet ein Fenster zur genetischen Herkunft der Menschen, die in der Vergangenheit dort lebten und derer, die noch heute dort leben".

Heutige Menschen mit diesem Erbgut sprechen zumeist austroasiatische Sprachen. Die WissenschafterInnen schließen daraus, dass die aus dem Norden zugewanderten Bauern frühe VertreterInnen der austroasiatischen Sprachgruppe waren. "Diese Studie lässt uns auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen Archäologie, Genetik und Sprache schließen, was für das Verständnis der Geschichte der südostasiatischen Bevölkerung von entscheidender Bedeutung ist“, erklärt Ron Pinhasi als Co-Autor der Studie von der Universität Wien.

Die Untersuchung zeigt, dass nachfolgende Migrationswellen aus China während des Bronzezeitalters ankamen – vor rund 3.200 Jahren in Myanmar, vor 2.000 Jahren in Vietnam und innerhalb der letzten 1.000 Jahre in Thailand. Diese Zuströme brachten Abstammungen in die Region, die heute mit verschiedensten Sprachgruppen assoziiert werden.

Die Identifikation von drei Bevölkerungsgruppen – Jäger und Sammler, erste Bauern und MigrantInnen des Bronzezeitalters – spiegelt ein Muster wider, das europäische Studien zu uralter DNA bereits zuvor entdeckt hatten, aber mit zumindest einem wesentlichen Unterschied: Ein Großteil der Abstammungsvielfalt in Europa hat mit der Zeit und der Vermischung der Populationen abgenommen, während es bei südostasiatischen Populationen nach wie vor wesentlich mehr Variation gibt.

"Noch heute leben Menschen in der Region, die quasi direkte Nachfahren der drei ursprünglichen Bevölkerungsgruppen sind, darunter auch Personen mit Vorfahren unter den Jägern und Sammlern, die heute in Thailand und Malaysia, sowie auf den Philippinen und den Andamanen leben", erklärt David Reich, Professor für Genetik an der Harvard Medical School und Co-Autor der Studie. "Im Vergleich dazu kann in Europa heute niemand behaupten, mehr als nur einen Bruchteil von europäischen Jägern und Sammlern abzustammen.“

Reich stellt die Hypothese auf, dass sich diese hohe Vielfalt in Südostasien nur dadurch erklären lässt, dass Bauern in der Region sehr viel später angekommen sind – vor rund 4.500 Jahren im Vergleich zu zuvor vermuteten 8.000 Jahren. Den Populationen blieb somit weniger Zeit, um sich zu vermischen, und die genetische Vielfalt ist daher noch stärker vorhanden.

Publikation in "Science"
Ancient genomes document multiple waves of migration in Southeast Asian prehistory. Mark Lipson,  Olivia Cheronet, Swapan Mallick,  Nadin Rohland,  Marc Oxenham,6 Michael Pietrusewsky,7 Thomas Oliver Pryce, Anna Willis, Hirofumi Matsumura,12 Hallie Buckley,13 Kate Domett,14 Nguyen Giang Hai,15 Trinh Hoang Hiep,15 Aung Aung Kyaw,16 Tin Tin Win,16 Baptiste Pradier,9 Nasreen Broomandkhoshbacht, Francesca Candilio, Piya Changmai, Daniel Fernandes, Matthew Ferry, Beatriz Gamarra, Eadaoin Harney, Jatupol Kampuansai, Wibhu Kutanan,24 Megan Michel, Mario Novak, Jonas Oppenheimer, Kendra Sirak,  Kristin Stewardson, Zhao Zhang, Pavel Flegontov, Ron Pinhasi, David Reich, In: Science
Doi: http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aat3188


Neue Wege in der Gesichterforschung

02. Mai 2018

Objektive Zahlen zum subjektiven "ersten Eindruck"

Menschliche Gesichter sind unser bedeutendstes und komplexestes Signalsystem. Für die wissenschaftliche Entschlüsselung werden künstliche Gesichter, so genannte Morphs, erstellt, die sich ausschließlich in charakteristischen Gesichtsmerkmalen für eine einzige Eigenschaft – z.B. Körperhöhe, Körperkraft, Testosteronkonzentration, etc. – unterscheiden. WissenschafterInnen um die Evolutionäre Anthropologin Katrin Schäfer und die Biologin Sonja Windhager von der Universität Wien haben dazu ein neues innovatives Analyseverfahren entwickelt, das eine systematische Untersuchung und Überprüfung etablierter Hypothesen zu menschlicher Kognition und Kommunikation leichter macht. Die aktuelle Studie erschien kürzlich im renommierten Fachjournal "Scientific Reports".

Um in der Forschung vom subjektiven Eindruck zu objektiven Zahlen und Fakten zu kommen, haben die WissenschafterInnen mittels mathematischer Modelle exakte Werte für die jeweils abzutestende Eigenschaft ermittelt und so kalibrierte Morphs geschaffen, damit diese von Testpersonen hinsichtlich ihrer sozialen Wahrnehmung beurteilt werden können. Mit dem innovativen Einsatz geometrisch morphometrischer Methoden, das sind koordinatenbasierte statistische Analyseverfahren, erstellten sie weibliche Gesichtermorphs. Diese wurden zur Veranschaulichung des neuen Verfahrens im Körperfettgehalt kalibriert. Ausgehend von einem Durchschnittsgesicht mit 23 Prozent Körperfettanteil wurden weitere Abstufungen nach oben und unten errechnet, visualisiert und 275 Personen unterschiedlichen Alters zur Einschätzung präsentiert. Diese ProbandInnen mussten ihren ersten Eindruck in Hinblick auf verschiedene Dimensionen sozialer Wahrnehmung abgeben: Je höher der Körperfettanteil, desto dominanter wurden die Morphs wahrgenommen, je niedriger desto unterwürfiger. Anders verhielt es sich beispielsweise mit der Attraktivität. Hier wurden moderate Anteile von Körperfett bevorzugt. In dieser Einschätzung waren sich alle befragten österreichischen Altersgruppen einig.

Durch den neuen Kalibrierungsschritt konnte jedem einzelnen Einschätzungswert ein konkreter Körperfettwert zugeordnet werden. "So können wir sicherstellen, dass die Unterschiede in den Einschätzungen ursächlich nur auf die Unterschiede im Körperfettanteil zurückzuführen sind", erklärt Katrin Schäfer. Diese Logik trifft natürlich auch für jede andere Eigenschaft zu, die signifikante Auswirkungen auf das Gesicht hat, so dass diese ebenso systematisch manipuliert und untersucht werden können. Dies eröffnet einmalige neue Möglichkeiten, zwischenmenschlicher Eindrucksbildung in sozialer und evolutionärer Hinsicht auf den Grund zu gehen.

Im nächsten Schritt wollen die ForscherInnen die systematische Überprüfung etablierter wissenschaftlicher Hypothesen menschlicher Kommunikation und Kognition an der Schnittstelle zwischen Verhaltensbiologie, Anthropologie und Evolutionärer Psychologie in Angriff nehmen. Die neue Methode sollte sich auch bei interkulturellen Vergleichen und auf Phänomene wie Stereotypenbildung und Stigmatisierung anwenden lassen.

Publikation in "Scientific Reports":
Calibrating facial morphs for use as stimuli in biological studies of social perception: Sonja Windhager, Fred L. Bookstein, Hanna Mueller, Elke Zunner, Sylvia Kirchengast & Katrin Schaefer. Scientific Reports volume 8, Article number: 6698 (2018)
doi:10.1038/s41598-018-24911-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-24911-0 

Körperfett verändert die Gesichtsform. Das wurde berechnet und hier anhand sogenannter Deformationsgitter (obere Reihe) und GM-Morphs (untere Reihe) veranschaulicht. Mit letzteren lässt sich testen, wie diese Veränderungen den ersten Eindruck beeinflussen (Copyright: Schäfer, Windhager, Universität Wien).

GM-Morphs erlauben neue Wege in der Gesichterforschung, da sie als kalibrierte Stimuli eingesetzt werden können. Der mittlere Gesichtsmorph spiegelt einen Körperfettanteil von 23 Prozent wider, die vier weiteren zeigen jene Formveränderungen, die mit anderen, absoluten und vom Forschenden selbst auswählbaren Körperfettwerten einhergehen. Es zeigt sich, dass weniger Körperfett als unterwürfiger, mehr als dominanter wahrgenommen wird (Copyright: Schäfer, Windhager, Universität Wien).