A régészet és a genetika nagyon különböző válaszokat adott erre a kérdésre. Egy új tanulmány megbékíti őket, és felfedezi azoknak az ősi embereknek a történetét, amelyekben egyszer, jóval a végleges, a kihalás előtt ecseteltek.

kutatási

A genetikai tesztek szerint csak néhány ezren; a fosszilis feljegyzések szerint tízezrek. Egy új genetikai elemzés azt állítja, hogy megoldja ezt az ellentmondást a tízezrek javára [Részlet: Olena Shmahalo/Quanta Magazine (forrás: hairymuseummatt, DrMikebaxter)].

1856-ban, három évvel Charles Darwin Fajok eredete című kiadványának megjelenése előtt a bányászok emberi kövületeket fedeztek fel egy észak-németországi Neander-völgy mészkőbarlangjában. Ők voltak azok, amelyek később Neander-völgyi 1 néven váltak ismertté, amelyek első példányaként elfogadták, hogy egy másik, archaikus emberi fajhoz tartozik. Azóta igyekszünk minél jobban megérteni titokzatos unokatestvérünket. Ennek érdekében a szakértők két fő bizonyítéktípussal konzultáltak: a mai napig talált több száz csont és kőszerszám Spanyolországtól és Angliától az altáji hegységig szétszórva, valamint sokkal újabban a statisztikai modellekből levont genomi adatok és következtetések.

De ezek a módszerek két nagyon különböző képet rajzolnak a neandervölgyi populációkról. A geológiai feljegyzések azt mutatják, hogy mintegy 150 000 egyed, anélkül, hogy sokat meghatározna, szétszóródtak Európában és Ázsiában, 15 és 25 közötti csoportokra osztva; Arra is rámutat, hogy a teljes szám nagyban ingadozott a különféle éghajlati ciklusok során (amelyek közül néhány kemény glaciális időszakok voltak), amelyek egymást követték annak a félmillió évnek a során, amikor a Földet lakták, mielőtt 40 000 évvel ezelőtt kihaltak volna.

A genetikai szekvencia más történetet mesél el. Néhány génalapú becslés a neandervölgyiek tényleges populációját csekély 1000-re teszi; mások szerint legfeljebb néhány ezren voltak (például egy tanulmány becslése szerint valójában kevesebb, mint 3500 nő volt). Két hipotézis magyarázhatja ezeket az eredményeket: hogy a népesség valóban ilyen alacsony volt, még a maximumában is, vagy hogy a népesség talán nagyobb, de hosszú ideje csökken. Mindkét esetben a neandervölgyiek mindig hanyatlóban voltak; a kihalását mintha már a kezdetektől megírták volna.

"Az, hogy ez a kétféle becslés nem ért egyet, az a probléma, amelyet még meg kell oldanunk" - mondta John Hawks, a Wisconsin-Madison Egyetem paleoantropológusa.

A megállapodás megszakadt

Most azonban Alan Rogers, az Utah-i Egyetem antropológusa és populációgenetikusa által vezetett kutatók új genetikai modellt javasoltak, amely áthidalhatja ezeket a különbségeket. Megállapításuk az, hogy a neandervölgyiek meghaladták a korábbi genetikai vizsgálatokat, így a genetikai leletek végül megfeleltek volna a feltárt kövületekből és műtárgyakból levezetett nagyobb populációkkal. Eredményeik további hiányosságokat is kitöltenek a neandervölgyiek evolúciótörténetében, az afrikai őseinktől való elválás és a neandervölgyi diaszpóra során az emberekkel való újbóli találkozás között. Sok szempontból a neandervölgyiek sokkal sikeresebbek lehetnek fajként, és sokkal jobban hasonlítanak ránk, mint általában gondolják.

A populációgenetikában a tényleges populációméret nem az adott pillanatban élő egyedek teljes számának közvetlen mértéke, hanem a genetikai sokféleség mértéke. A szakértők az egyén DNS-ét vezetik vissza a történelem során, keresve a genomjuk két példánya közötti különbségeket. Lényegében kiszámítják, hogy a rokonság hány generációja választja el egy gén anyai és apai példányát. Ha a népesség kicsi, akkor várhatóan meglehetősen gyorsan eljutnak a közös őshöz; ha nagyobb, akkor tovább tart. "Elképesztő, hogy ennyi információt csak egyetlen egyéntől kaphat" - mondja Rogers.

Az a meggyőződés, hogy a neandervölgyiek genetikai változatossága csekély, továbbra is kitartott. Az afrikaiaknál manapság a 10 000 nukleotidból körülbelül 11 heterozigóta, vagyis nem azonos a kromoszóma két példányában. A nem afrikaiak közül 10 000-ből csak 8 van. Úgy tűnt, hogy ez a szám a neandervölgyieknél csak kettőre csökken 10 000-ből, és ugyanez vonatkozott testvérfajukra, a denisovánokra, amelyeket a tudomány csak az elmúlt évtizedben fedezett fel. "A populációs genetika elmélete azt mondja nekünk, hogy ez azt jelenti, hogy [ezeknek az archaikus embereknek] a népessége kicsi volt" - magyarázza Montgomery Slatkin, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem biológusa, akit Rogers eredményei nem győznek meg. Csak 2000 és 3000 egyed között lehetne, természetesen nem sokkal annál nagyobb számra, amely a neandervölgyiek által otthagyott vaseszközök és kövületek sűrűségéből következik.

"Ha valóban csak ezer neandervölgyi volt az egész világon - érvel Rogers -, nehéz elhinni, hogy ilyen gazdag fosszilis rekordot hagytak.".

De a genetikai tesztek pontosan erre hivatkoztak Rogers és munkatársai, hogy alátámasszák állításukat, miszerint a neandervölgyiek tényleges száma tízezer volt. Esetüket egy tanulmányban tették közzé, amelyet augusztusban publikáltak a Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ennek az új eredménynek a kulcsa abban a feltételezésben rejlik, amelyet ezek a kutatók elfogadtak: a neandervölgyieknek sokkal változatosabb génállományuk volt, de genetikailag hasonló egyének kicsi, elszigetelt, endogén csoportjaira tagolódtak. A széttöredezettség ezen formája torzította volna a korábbi genetikai eredményeket: az ilyen becslések 10 000-ből kettő leírná a populációkat és azok regionális történetét, de nem az egész tájat.

Ennek a hibának a orvoslására Rogers adaptálta és kiterjesztette a populáció keverésének modelljét, amelyet más kutatók már használtak. A csapat egyetlen egyed genomjának elemzése helyett összehasonlította a modern afrikaiak, modern eurázsiak, neandervölgyiek és denisovánok közös genetikai variánsait. Ennek a modellnek egy korábbi változata volt a célja, hogy megbecsülje a neandervölgyiek és a modern emberek kereszteződésének mértékét. Rogers legfőbb újítása az volt, hogy Denisovans-t felvette a keverékbe, és jelentősen megnövelte a különböző populációk ötvözési és egyesítési módjainak számát. Ily módon lehetővé tehette számára, hogy olyan kérdéseket tegyen fel magának, amelyek messze túlmutatnak az átkelésen, a népesség nagyságára és más szempontokra utaló kérdéseket.

Rogers és munkatársai szerint a genetikai sokféleség növekedése a tényleges populáció több mint tízszeres növekedésének felel meg. Noha nincs mód megtudni, hogy ez a szám hány neandervölgyi egyedet jelent még, ez megközelítheti a kövületekből származó becsléseket.

"A tanulmány DNS-alapú nyomokat nyújt ahhoz a dologhoz, amelyet a fosszilis nyilvántartásban látunk" - mondja Joshua Akey, a Princetoni Egyetem evolúciós biológusa.

Kétszer Afrikából

A génszekvenciákkal és azok felülvizsgált modelljével dolgozva a kutatók új betekintést nyertek abba, hogy a modern Neander-völgyi, Denisovan és emberi populációk hogyan nőttek, zsugorodtak, szétváltak és időszakosan összeolvadtak az őstörténet során. "Tiszta családfával szeretnénk rendelkezni, világos történeteket akarunk elmondani arról, hogy ezek a csoportok hogyan kapcsolódtak egymáshoz" - mondja Steven Churchill, a Duke Egyetem antropológusa. "De nyilvánvaló, hogy a kapcsolatok sokkal bonyolultabbak".

Rogers szerint körülbelül 750 000 évvel ezelőtt a neandervölgyiek és a denisovánok ősei elhagyták a modern embereket Afrikában, és átjutottak Eurázsia hatalmas területén. Miután egyedül voltak, valami szinte teljesen kiirtotta őket; genetikai adatok azt mutatják, hogy a populáció nagyon keskeny szűk keresztmetszeten ment keresztül, amelyet egyetlen korábbi tanulmány sem figyelt meg. De bármi is okozta a fenyegető katasztrófát, az archaikus emberek csak néhány ezer évvel később tértek el onnan, és 744 000 évvel ezelőtt viszont két különálló vonalra, neandervölgyiekre és denisovánokra váltak szét. A neandervölgyiek később azokra a kisebb regionális csoportokra oszlottak, amelyek annyira elbűvölik Rogerst.

A neandervölgyiek és a denisovánok közötti megosztottság datálása meglepő, mert a korábbi kutatások sokkal újabb keletűek voltak: például egy 2016-os tanulmány szerint csak 450 000 évvel ezelőtt történt. A korábbi elválasztás azt jelenti, hogy számolnunk kell arra, hogy sokkal több kövületet találunk mindkét fajból. Néhány már megtalálható kövület értelmezése is változik. Ez a helyzet például egy nagy agyú hominid, a Homo heidelbergensis csontjaival, amely körülbelül 600 000 évvel ezelőtt élt Európában és Ázsiában. A paleoatropológusok nem értenek egyet más emberi csoportokkal való kapcsolatukban: egyesek ősei mind a modern embereknek, mind a neandervölgyieknek; mások számára nem ősi faj, helyükre az egész Európában elterjedt neandervölgyiek tartoznak.

Rogers megállapításaiból az következik, hogy H. heidelbergensis bizonyára primitív neandervölgyi volt. "Az általunk kiszámított elválasztási idő olyan korai, hogy egy 600 000 évvel ezelőtti európai hominidának valószínűleg neandervölgyinek kellett lennie" - mondja -, legalábbis genetikailag, még akkor is, ha még nem hasonlított teljesen neandervölgyire.

Véletlen vagy bármi más, a neandervölgyiek bonyolult korai történetének ez az új rekonstrukciója nagyon emlékeztet arra, amit az anatómiailag modern emberek populációjáról ismerünk, akik először Európában és Ázsiában terjedtek el. Közel 50 000 évvel ezelőtt az euráziak elszakadtak az afrikaiaktól, szűk keresztmetszetet tapasztaltak, egy olyan időszakot, amikor népességük nagyon kicsi volt, majd Eurázsia-szerte regionális népességre tagolódtak - ez az úgynevezett migrációelméleti ember Afrikán kívül. "Úgy tűnik, ugyanaz történt 600-700 000 évvel ezelőtt" a neandervölgyiekkel és a denisovánokkal - mondja Rogers. "Volt egy másik diaszpóra Afrikán kívül, amelynek létezését korábban senki sem sejtette".

Végül is nem annyira alsóbbrendű

Nem titok, hogy a neandervölgyieknek nehéz dolga volt: az átélt jégkorszakok és a lakosság széttagoltsága miatt képtelenek voltak fenntartani az erőteljes társadalmi vagy technológiai növekedést. "De az emberek tévhitben vallják, hogy mi képviseljük a haladást, hogy az emberek a legjobbak és a neandervölgyiek mögöttünk vannak" - mondja Hawks. "De ha vadászokról van szó, a nem megfelelő környezetben lévő magas energiájú élelmiszer-erőforrásoktól függően a neandervölgyiek voltak a dolgok" - teszi hozzá. „Megoldották azokat a problémákat, amelyekkel ma nem kell megküzdenünk. Hogyan éltek ilyen alacsony népsűrűséggel több százezer évig? Olyan, amit soha nem értünk el ».

Kutatása előtt Rogers úgy vélte, hogy a neandervölgyiek a kihalás szélén állnak, amikor a modern emberek beléptek területükre, hogy népességük addigra már fogyatkozott, és a genetikai betegségek tomboltak. - Már nem hiszem - mondja.

A neandervölgyi népesség valódi szerkezetének ismerete segíthet a tudósoknak abban, hogy tovább és produktívabban elmélyüljenek az ősi emberek dinamikájában és velünk való interakcióikban. Például Akey szerint egy új kérdés, amelyet a modern emberek és a neandervölgyiek közötti keresztezésről tehetünk fel, az, hogy volt-e szexuális elfogultság ebben a génáramlásban. Egyenlő mennyiségű anyai és apai DNS-t építünk be, vagy az egyensúly az egyik oldalra billen?

Rogers munkája és a kapcsolódó kutatások más csoportok által is erőteljesen megvilágíthatják a jelen pillanat genetikáját. Analitikai modellje kutyákra és lovakra is alkalmazható, minden olyan fajra, amely strukturált utódokat mutat génjeiben véletlenszerű génáramlás helyett. A módszer használható egyes genetikai betegségek evolúciós történetének tisztázására is: a neandervölgyi gének a depresszió, a cukorbetegség, a szívbetegségek és más betegségek fokozott kockázatával járnak. Rogers megállapításai alapján levonhatók következtetések arra vonatkozóan, hogy ezek a káros változatok különböző halmazai hogyan kerültek be a genomba. "Ha genetikai történelmet szeretne tanulni, akkor figyelembe kell vennie a történelmet is" - mondja Rogers.

Jordana Cepelewicz/Quanta Magazine

A cikket a Research and Science fordította a QuantaMagazine.org engedélyével, a Simons Alapítvány által a tudomány megértésének javítása érdekében támogatott független kiadvány.

Hivatkozás: Alan L. Rogers et al. "A neandervölgyiek és emberek korai története". in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, vol. 114. sz. 37, 9859-9863.