Археологията и генетиката са дали много различни отговори на този въпрос. Ново проучване ги помирява и открива историята на онези древни хора, в които някога са се опитвали, много преди окончателното изчезване.

изследвания

Само няколко хиляди според генетичните тестове; десетки хиляди, според фосилните записи. Нов генетичен анализ претендира да разреши това несъответствие в полза на десетките хиляди [Подробности от Olena Shmahalo/списание Quanta (източник: hairymuseummatt, DrMikebaxter)].

През 1856 г., три години преди публикуването на „Произходът на видовете“ на Чарлз Дарвин, миньорите откриват човешки вкаменелости във варовикова пещера в долината Неандер в Северна Германия. Те са онова, което по-късно ще стане известно като Неандертал 1, първият образец, за който е прието, че принадлежи на друг, архаичен вид човешко същество. Оттогава се опитваме максимално да разберем тайнствения си братовчед. За целта експертите са се консултирали с два основни вида доказателства: стотиците кости и каменни инструменти, намерени до момента, разпръснати от Испания и Англия до масива на Алтай, и много по-скоро геномните данни и изводи, извлечени от статистически модели.

Но тези методи рисуват две много различни картини на популациите на неандерталците. Геоложките данни показват, че около 150 000 индивида, без да се уточнява много, са били разпръснати из Европа и Азия, разделени на групи между 15 и 25 индивида; Той също така посочва, че общият брой варира значително през различните климатични цикли (някои от тях сурови ледникови периоди), които са се следвали един след друг през половин милион години, в които са обитавали Земята, преди да изчезнат преди 40 000.

Генетичното секвениране разказва различна история. Някои генно-базирани оценки показват, че ефективната популация на неандерталците е оскъдна 1000; други твърдят, че са били най-много няколко хиляди (например едно проучване изчислява, че всъщност има по-малко от 3500 жени). Две хипотези биха могли да обяснят тези резултати: че популацията е била наистина толкова ниска, дори в своя максимум, или че популацията е може би по-голяма, но е намалявала дълго време. И в двата случая неандерталците винаги биха били в упадък; изглежда, че изчезването му е написано от самото начало.

„Това, че тези два вида оценки не са съгласни, е проблем, който все още трябва да решим“, според Джон Хокс, палеоантрополог от Университета на Уисконсин-Мадисън.

Споразумението е нарушено

Сега обаче изследователи, водени от Алън Роджърс, антрополог и генетик на популацията от Университета в Юта, предложиха нов генетичен модел, който може да преодолее тези различия. Заключението им е, че неандерталците са превъзхождали предишните генетични проучвания, така че генетичните находки най-накрая биха били съпоставени с по-големи популации, извлечени от открити вкаменелости и артефакти. Техните резултати също ще запълнят повече пропуски в еволюционната история на неандерталците, между времето, когато те са се отделили от нашите предци в Африка, и времето, когато са започнали да се срещат отново с хората по време на неандерталската диаспора. В много отношения неандерталците биха могли да бъдат много по-успешни като вид и много повече като нас в него, отколкото обикновено се смята.

В популационната генетика ефективният размер на популацията не е пряка мярка за общия брой индивиди, живеещи във всеки един момент, а по-скоро мярка за генетично разнообразие. Експертите проследяват ДНК на индивида през историята, търсейки разлики между двете копия на техния геном. По същество те изчисляват колко поколения родство разделят майчиното копие и бащиното копие на ген. Ако популацията е малка, те ще очакват да достигнат до общия прародител доста бързо; ако е по-голям, ще отнеме повече време. „Удивително е, че можете да получите толкова много информация само от един човек“, казва Роджърс.

Вярата, че неандерталците имат малко генетично разнообразие, е постоянна. При африканците днес около 11 от 10 000 нуклеотида са хетерозиготни, тоест те не са еднакви в двете копия на хромозома. Сред неафриканците само 8 от 10 000 са. Изглежда тази цифра намалява при неандерталците само до две на 10 000 и същото важи и за техните сестрински видове, денисовани, открити от науката само през последното десетилетие. „Теорията на популационната генетика ни казва, че това означава, че размерът на популацията [на тези архаични хора] е бил малък“, обяснява Монтгомъри Слаткин, биолог от Калифорнийския университет в Бъркли, който не е убеден от резултатите на Роджърс. Би било само между 2000 и 3000 индивида, със сигурност не много по-големият брой, който се извежда от плътността на железните инструменти и вкаменелостите, които неандерталците са оставили след себе си.

„Ако наистина имаше цели хиляда неандерталци в целия свят - твърди Роджърс, - трудно е да се повярва, че те са оставили толкова богат вкаменелост.“.

Но генетичните тестове са точно това, което Роджърс и колегите му сега цитират в подкрепа на твърдението си, че действителният брой на неандерталците е бил десетки хиляди. Те са изложили своите аргументи в проучване, публикувано през август в Сборника на Националната академия на науките.

Ключът към този нов резултат се крие в предпоставката, която тези изследователи са възприели: че неандерталците са имали много по-разнообразен генофонд, но са били разделени на малки, изолирани, ендогенни групи от генетично подобни индивиди. Тази форма на фрагментация би изкривила предишните генетични резултати: приблизително 2 на 10 000 биха описали популациите и тяхната регионална история, но не и целия ландшафт.

За да отстрани този недостатък, Роджърс адаптира и разшири модел на смесване на популацията, който вече бяха използвали други изследователи. Вместо да анализира генома на един индивид, екипът сравнява генетичните варианти, споделени от съвременните африканци, съвременните евразийци, неандерталци и денисовци. Предишна версия на този модел беше предназначена да оцени степента, до която неандерталците и съвременните хора са се кръстосвали. Основната иновация на Роджърс беше добавянето на денисовани към сместа и значително увеличаване на броя на начините, по които различни популации могат да се комбинират и обединят. По този начин беше възможно той да си зададе въпроси, които надхвърляха границата, въпроси, отнасящи се до числеността на населението и други аспекти.

Увеличението на генетичното разнообразие, което Роджърс и колегите му откриват, съответства на повече или по-малко десеткратно увеличение на ефективната популация. Въпреки че няма как да се разбере колко повече неандерталци представляват това число, то може да се доближи до приблизителни оценки, получени от вкаменелости.

„Проучването дава основания на ДНК за това, което виждаме във вкаменелостите“, казва Джошуа Акей, еволюционен биолог от университета в Принстън.

Два пъти от Африка

Работейки с генните последователности и техния преработен модел, изследователите са намерили нови идеи за това как съвременните неандерталски, денисовански и човешки популации са нараствали, свивали се, отделяли се и периодично се сливали през цялата праистория. „Искаме да имаме ясно родословно дърво, искаме да можем да разказваме ясни истории за това как са били свързани тези групи“, казва Стивън Чърчил, антрополог от университета Дюк. "Но е ясно, че отношенията са много по-сложни".

Преди около 750 000 години, според Роджърс, предците на неандерталци и денисовци са изоставили съвременните хора в Африка и са си проправили път през обширната територия на Евразия. Щом са сами, нещо почти ги изтрива напълно; генетичните данни показват, че популацията е преминала през много тясно тясно място, което не е било наблюдавано в нито едно предишно проучване. Но каквото и да е причинило задаващото се бедствие, архаичните хора са се оттеглили от него само няколко хиляди години по-късно и преди 744 000 години те от своя страна са се отделили в две отделни линии, неандерталци и денисовци. По-късно неандерталците се разделят на онези по-малки регионални групи, които толкова очароват Роджърс.

Датирането на това разделение между неандерталци и денисовци е изненадващо, тъй като предишни изследвания са го поставили на много по-нова дата: според проучване от 2016 г., например, то се е случило само преди 450 000 години. Предишно разделяне означава, че ще трябва да очакваме, че ще открием много повече вкаменелости и от двата вида. Тълкуването на някои вече намерени вкаменелости също се променя. Такъв е случаят например с костите на голям мозък хоминид, Homo heidelbergensis, който е живял в Европа и Азия преди около 600 000 години. Палеоатрополозите не са съгласни относно връзката им с други човешки групи: за някои те са предци както на съвременните хора, така и на неандерталците; за други те са не-родови видове, заменени от неандерталци, които се разпространяват в цяла Европа.

От констатациите на Роджърс следва, че H. heidelbergensis трябва да е бил примитивен неандерталец. „Времето за разделяне, което изчисляваме, е толкова рано, че един европейски хоминид преди 600 000 години най-вероятно е трябвало да бъде неандерталец, казва той, поне генетично, дори ако все още не приличаше напълно на неандерталец“.

По случайност или каквото и да било, тази нова реконструкция на сложната ранна история на неандерталците напомня много на това, което знаем за популацията от анатомично съвременни хора, които първо са се разпространили в Европа и Азия. Преди близо 50 000 години евразийците се отделиха от африканците, преживяха затруднение, период, в който тяхното население беше много малко, и след това се разделиха на регионални популации в цяла Евразия - това е така наречената теория за миграцията. Човек извън Африка. "Изглежда същото се е случило преди 600 000 до 700 000 години" с неандерталци и денисовци, казва Роджърс. "Имаше друга диаспора извън Африка, за съществуването на която никой не беше подозирал преди".

В края на краищата, не толкова отстъпващ

Не е тайна, че неандерталците са имали трудности: ледниковите периоди, които са преживели, и фрагментацията на тяхното население са ги направили неспособни да поддържат силен социален или технологичен растеж. „Но хората имат погрешното схващане, че ние представяме прогреса, че хората са най-добрите и неандерталците са зад нас“, казва Хоукс. "Но когато става въпрос за ловци, в зависимост от високоенергийните хранителни ресурси в неподходяща среда, неандерталците бяха това нещо", добавя той. „Те решиха проблеми, с които днес не се налага да се справяме. Как са живели с толкова ниска плътност на населението в продължение на стотици хиляди години? Това е нещо, което никога не сме постигали ».

Преди да предприеме изследванията си, Роджърс вярва, че неандерталците са на ръба на изчезването, когато съвременните хора навлязат на техните територии, че популациите им вече намаляват и генетичните заболявания са широко разпространени. „Вече не вярвам“, казва той.

Познаването на истинската структура на популацията на неандерталците може да помогне на учените да се задълбочат по-нататък и по-продуктивно в динамиката на тези древни хора и техните взаимодействия с нас. Например, казва Аки, нов въпрос, който бихме могли да зададем относно кръстосването между съвременните хора и неандерталците, е дали е имало някакви сексуални пристрастия в този генен поток. Включваме ли равни количества майчина и бащина ДНК, или балансът е наклонен на една страна?

Работата на Роджърс и свързаните с нея изследвания от други групи също могат силно да осветят генетиката на настоящия момент. Неговият аналитичен модел е приложим и за кучета и коне, за всеки вид, който всъщност показва структурирано потомство в своите гени, а не случаен поток от гени. Методът може да се използва и за изясняване на еволюционната история на някои генетични заболявания: гените на неандерталците са свързани с повишен риск от депресия, диабет, сърдечни заболявания и други заболявания. От откритията на Роджърс могат да се направят изводи за това как различни набори от тези вредни варианти са влезли в генома. „Ако искате да изучавате генетична история, трябва да вземете предвид историята“, казва Роджърс.

Йордана Чепелевич/списание Quanta

Статията е преведена от Research and Science с разрешение от QuantaMagazine.org, независима публикация, популяризирана от Simons Foundation за подобряване на разбирането на науката.

Справка: „Ранна история на неандерталците и хората“, от Alan L. Rogers et al. в Известия на Националната академия на науките на САЩ, кн. 114, бр. 37, 9859-9863.