Neandertalerne. Hvor mange var det? Arkeologer og genetikere gir forskjellige svar. Ny forskning skal hjelpe dem til å komme til enighet og belyse historien til disse eldgamle menneskene. Inkludert ganske tidlig utryddelse. I 1856, tre år før Charles Darwins On the Origin of Species ble publisert, oppdaget en gruppe gruvearbeidere menneskelige fossiler i en kalkhule i Neanderdalen i Nord-Tyskland - senere kalt Neanderthal 1, den første indikasjonen på en annen arkaisk menneskeart. Siden den gang har vi prøvd å forstå så mye som mulig om våre mystiske forfedre. For å gjøre dette, samlet eksperter to hovedlinjer med bevis: hundrevis av bein og steinredskaper funnet spredt fra Spania og England til Altai-fjellene, og svært nylige data og konklusjoner trukket fra statistiske modeller.
Imidlertid har disse tilnærmingene malt påfallende forskjellige bilder av hvordan neandertalbefolkningen skal ha sett ut. Arkeologiske bevis tyder på at omtrent 150 000 individer dekket Europa og Asia, bodde i små grupper på 15-25, og deres totale antall varierte sterkt med klimaendringer (inkludert alvorlige istider), som skjedde over et intervall på en halv million år - helt til utryddelsen av neandertalerne for 40 000 år siden.
Genetisk sekvensering forteller en annen historie. Noen av de genbaserte estimatene definerer neandertalpopulasjonen som bare 1000; andre spesifiserer noen få tusen på det meste. Det er flere hypoteser som kan forklare slike resultater: enten var befolkningen virkelig så liten, selv på topp, eller så var den større, men reduserte over tid. I alle fall har neandertalerne alltid vært i tilbakegang; forsvinningen deres virket å være forutsagt helt fra begynnelsen.
"At disse to typer estimater ikke stemmer overens, er et problem som ennå ikke må løses," sier John Hawkes, en paleoanthropolog ved University of Wisconsin-Madison.
Nå har imidlertid forskere ledet av Alan Rogers, antropolog og populasjonsgenetiker ved University of Utah, foreslått en ny genetisk modell som kan forene disse forskjellene. Han mener at neandertalerne var mye flere enn tidligere genetiske studier har vist, og bringer dem under de åpenbare artefakter og fossiler som støtter dette. Det fyller også neandertalernes evolusjonshistorie fra den gangen de først delte seg fra våre forfedre i Afrika og da de begynte å møte moderne mennesker. På mange måter har neandertalere vært mye mer vellykket som art - og mye mer som oss - enn vi pleide å tro.
I motsetning til konsensus
I populasjonsgenetikk er effektiv populasjonsstørrelse ikke et direkte mål på det totale antallet mennesker som bodde på et gitt tidspunkt. Det er snarere et mål på genetisk mangfold. Eksperter skanner DNA fra individer gjennom historien, og leter etter DNA-sekvensforskjeller mellom to kopier av hans eller hennes genom. I hovedsak estimerer de hvor mange søsken generasjoner som skiller mødrekopien av genet fra faderlig kopi. Hvis befolkningen er liten, forventer de å finne en felles stamfar raskt nok; hvis det er stort, tar det mer tid. "Det er utrolig hvor mye informasjon som kan læres fra en person," sier Rogers.
Salgsfremmende video:
Forskere har lenge lagt merke til at neandertalerne hadde lave nivåer av genetisk mangfold. Hos moderne afrikanere er omtrent 11 av hver 10.000 nukleotider heterozygote, det vil si at de skiller seg mellom to kopier av et kromosom. Hos ikke-afrikanere er det bare 8 av 10 000 som viser denne oppførselen. Dette tallet synker til 2 av 10.000 for neandertalere og Denisovans, som vitenskapen bare har identifisert det siste tiåret. "Teorien om populasjonsgenetikk forteller oss at dette må bety en liten populasjonsstørrelse" hos disse arkaiske menneskene, sier Montgomery Slatkin, en biolog ved University of California, Berkeley, som ikke var overbevist om av Rogers 'funn. Dette betyr at befolkningen siktet etter et antall 2000-3000 individer.
"Men hvis det egentlig bare var 1000 neandertaler i verden," sier Rogers, "er det vanskelig å tro at de etterlot en så rik fossilrekord."
Likevel er det genetiske bevis som Rogers og kollegene hans vender seg til, og hevder at det var flere neandertaler, titusenvis. Forskernes arbeid ble publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences forrige måned.
Nøkkelen til dette nye funnet ligger i forskernes forslag om at neandertalere hadde et mye mer mangfoldig genbasseng, men at de ble delt inn i små, isolerte innavlete grupper av genetisk lignende individer. Slik fragmentering vil fordreie tidligere genetiske funn: tidligere estimater skulle peke på lokale bestander og deres regionale historie, og etterlate det store bildet.
Rogers bestemte seg for å gjøre opp for dette gapet ved å tilpasse og utvide populasjonsblandingsmodellen som andre forskere hadde brukt. I stedet for å analysere genomet til en person, sammenlignet han og teamet genetiske varianter som er vanlige for moderne afrikanere, moderne eurasere, neandertalere og Denisovans. En tidlig versjon av denne modellen ble utviklet for å vurdere hvor sterkt moderne mennesker og neandertalere krysses. Rogers 'viktigste innovasjon var å legge Denisovans til denne blandingen og øke listen over mulige kombinasjoner og sammenveving av populasjoner betydelig. Og det hjalp ham med å svare på spørsmål som går langt utover kryssavl om befolkningsstørrelse og andre spørsmål.
Økningen i genetisk mangfold som Rogers og kolleger fant tilsvarer en omtrent tidoblet økning i effektiv populasjonsstørrelse. Selv om det ikke er noen måte å vite hvor mange flere neandertaler som kan falle ut av dette antallet, må fossile estimater bli seriøst revidert.
"Studien gir DNA-bevis for det vi har sett i arkeologiske poster," sier Joshua Aki, en evolusjonsbiolog ved Princeton University.
Fra Afrika - to ganger
Ved å jobbe med genetiske sekvenser og deres reviderte modell, har forskere fått ny innsikt i hvordan neandertalere, Denisovans og moderne mennesker vokste, krympet, splittet og fusjonerte med jevne mellomrom gjennom historien. "Vi ønsker å skape et godt familietre slik at vi kan fortelle nøyaktige historier om hvordan de to gruppene er relatert," sier Stephen Churchill, antropolog ved Duke University. "Men det er tydelig at dette forholdet er mye mer komplisert."
For rundt 750 000 år siden, sa Rogers, forgjengerne til neandertalerne og Denisovans forlot forfedrene til moderne mennesker i Afrika for å flytte inn i det enorme territoriet i Eurasia. Dette alene ødela dem nesten; genetiske bevis tyder på at befolkningen har gjennomgått alvorlige studier som forskningen ikke tidligere har identifisert. Uansett hva som forårsaket denne katastrofen, overlevde de eldgamle den, og bare noen få tusen år senere - for 744 000 år siden - delte de seg i to separate linjer, neandertalere og Denisovans. Førstnevnte delte seg deretter opp i mindre regionale grupper som fascinerte Rogers.
Dateringen av denne splittelsen mellom neandertaler og Denisovans er overraskende i seg selv, fordi tidligere studier uttrykte det senere: i en studie fra 2016 ble for eksempel delingen identifisert som en hendelse som skjedde for 450 000 år siden. En tidlig separasjon betyr at vi trenger å finne enda flere fossiler fra begge grupper. Du må også revidere fossilene du allerede har funnet. Ta for eksempel beinene i hjernen til en hominid av arten Homo heidelbergensis som levde i Europa og Asia for omtrent 600 000 år siden. Paleoanthropologer kan ikke være enige i hvordan han forholder seg til andre grupper mennesker; noen tror at de var forfedrene til både moderne mennesker og neandertaler, andre at de var ikke-gamle arter erstattet av neandertalerne som streifet rundt i Europa.
Rogers ’funn antyder at H. heidelbergensis må ha vært en tidlig neandertaler. "Vi har satt tiden for separasjon så tidlig at et europeisk hominid for 600 000 år siden nesten helt sikkert må være neandertaler," sier han, "i det minste genetisk, selv om det ikke så ut som en neandertaler."
Uansett er denne nye rekonstruksjonen av den komplekse tidlige historien til neandertalere veldig lik det vi har lært om de anatomisk moderne menneskelige befolkningene som først spredte seg over Europa og Asia. For rundt 50 000 år siden delte eurasere seg fra afrikanere, gjennomgikk en vanskelig periode der befolkningen deres var veldig lav, og delte seg deretter inn i regionale befolkninger i hele Eurasia - den såkalte ikke-afrikanske teorien om menneskelig migrasjon. "Det ser ut som at det samme skjedde for 600 000 eller 700 000 år siden," sier neandertalerne og Denisovans, sier Rogers. "Det var en annen ikke-afrikansk diaspora som ingen tidligere hadde mistenkt."
Ikke så ille tross alt
Det er ingen hemmelighet at neandertalerne hadde det bra: istidene de gikk gjennom og fragmentering av befolkningene deres lot dem ikke være i stand til å opprettholde en bærekraftig sosial eller teknologisk vekst. "Men en av misforståelsene er at måten vi tenker på fremgang er at moderne mennesker er bedre og neandertalere er verre," sier Hawkes. "Når det gjaldt jakt og avhengighet av matvareressurser med høyt energi i marginaliserte miljøer, var neandertalerne uten sidestykke. De løste problemer som vi overhode ikke står overfor i dag. Hvordan levde de med en så lav befolkningstetthet i hundretusenvis av år? Det har vi aldri forstått."
Før han gikk i gang med forskningen sin, mente Rogers at neandertalerne var på randen av utryddelse da moderne mennesker kom inn på deres territorium, at deres befolkning allerede var utarmet og flust av genetiske sykdommer. Han tror ikke det lenger.
Å forstå den sanne strukturen i neandertalerne kan hjelpe forskere å dykke dypere inn i dynamikken til disse eldgamle menneskene og deres interaksjoner med oss. For eksempel lurer jeg på om det var noen særegenheter da jeg krysset mennesker og neandertaler. Inkluderte vi en like stor mengde DNA fra neandertalerne fra mor og mor, eller var det et skifte?
Rogers ’arbeid og relaterte undersøkelser fra andre grupper kan også være et kraftig høydepunkt for moderne genetikk. Deres analytiske modell kan brukes på hunder og hester - faktisk for alle arter som viser strukturert reproduksjon i populasjonene deres i stedet for en tilfeldig genstrøm. Neanderthalgener kan ha vært knyttet til økt risiko for depresjon, diabetes, hjertesykdommer og andre lidelser, og dette gjenstår å se.
Ilya Khel
