Neanderthals. Kuinka monta siellä oli? Arkeologit ja geneetikot antavat erilaisia vastauksia. Uuden tutkimuksen pitäisi auttaa heitä pääsemään yksimielisyyteen ja valottamaan näiden muinaisten ihmisten unohdettua historiaa. Sisältää melko varhaisen sukupuuton. Vuonna 1856, kolme vuotta ennen Charles Darwinin teoksen On Origin of Species julkaisua, ryhmä kaivosmiestä löysi ihmisen fossiileja kalkkikiven luolasta Neanderin laaksossa Pohjois-Saksassa - myöhemmin nimeltään Neanderthal 1, mikä on ensimmäinen osoitus toisesta arkaaisesta ihmislajista. Siitä lähtien olemme yrittäneet ymmärtää mahdollisimman paljon salaperäisistä esi-isistämme. Tätä varten asiantuntijat keräsivät kaksi päälinjaa todisteita: satoja luita ja kivityökaluja, jotka löydettiin hajallaan Espanjasta ja Englannista Altai-vuorille, ja erittäin tuoreita tietoja ja johtopäätöksiä tilastollisista malleista.
Nämä lähestymistavat ovat kuitenkin maalanneet hämmästyttävän erilaisia kuvia siitä, millaisten neandertallasväestön olisi pitänyt näyttää. Arkeologisten todisteiden mukaan noin 150 000 yksilöä peitti Eurooppaa ja Aasiaa, asui pienissä ryhmissä 15-25-vuotiaina ja niiden kokonaismäärä vaihteli suuresti ilmastonmuutoksen (mukaan lukien ankarat jääkaudet) aikana, jota tapahtui puolen miljoonan jakson aikana. vuotta - neandertaalien sukupuuttoon 40 000 vuotta sitten.
Geneettinen sekvensointi kertoo erilaisen tarinan. Jotkut geenipohjaisista arvioista määrittelevät neandertaalien populaation vain 1000: ksi; toiset ilmoittavat korkeintaan muutama tuhat. On olemassa useita hypoteeseja, jotka selittävät tällaisia tuloksia: joko väestö oli todella niin pieni, jopa huipussaan, tai se oli suurempi, mutta väheni ajan myötä. Joka tapauksessa neandertalit ovat aina olleet taantumassa; heidän katoamisensa näytti olevan ennustettu alusta alkaen.
"Se, että nämä kaksi arviointityyppiä eivät täsmää, on ongelma, johon on vielä puututtava", sanoo Wisconsin-Madisonin yliopiston paleoantropologi John Hawkes.
Nyt antropologin ja Utahin yliopiston väestögenetiikan Alan Rogersin johtamat tutkijat ovat kuitenkin ehdottaneet uutta geneettistä mallia, joka pystyisi sovittamaan nämä erot esiin. Hän uskoo, että neandertallaiset olivat paljon enemmän kuin aikaisemmat geenitutkimukset ovat osoittaneet, ja saattaa ne selvien esineiden ja fossiilien alle, jotka tukevat tätä. Se täyttää myös neandertaalien evoluutiohistorian siitä hetkestä alkaen, jolloin he ensin erottuivat esi-isistämme Afrikassa ja kun he alkoivat kohdata nykyaikaisia ihmisiä. Neandertalit ovat olleet monella tavalla menestyneempiä lajeina - ja paljon enemmän kuin me - kuin mitä ajattelimme.
Vastoin yhteisymmärrystä
Väestögenetiikassa tehokas populaation koko ei ole suora mittari tiettynä ajankohtana asuneiden ihmisten kokonaismäärästä. Se on pikemminkin geneettisen monimuotoisuuden mitta. Asiantuntijat etsivät yksilöiden DNA: ta läpi historian, etsien DNA-sekvenssieroja hänen genominsa kahden kopion välillä. Pohjimmiltaan he arvioivat kuinka monta sisarussukupolvea erottaa geenin äidinkopion isäkopiosta. Jos väestö on pieni, he odottavat löytävänsä yhteisen esi-isän riittävän nopeasti; jos iso, se vie enemmän aikaa.”On hämmästyttävää, kuinka paljon tietoa voidaan oppia yksilöltä”, Rogers sanoo.
Mainosvideo:
Tutkijat ovat jo kauan huomanneet, että neandertallalaisilla oli matala geneettinen monimuotoisuus. Nykyajan afrikkalaisissa noin 11 jokaisesta 10 000 nukleotidistä on heterotsygoottisia, ts. Ne eroavat kromosomin kahdesta kopiosta. Muilla kuin afrikkalaisilla vain 8 jokaisesta 10 000: sta osoittaa tällaista käyttäytymistä. Neanderthals- ja Denisovans-lukujen lukumäärä laskee kahteen 10000: aan, joista tiede on tunnistanut vasta viimeisen vuosikymmenen aikana. "Väestögenetiikan teoria kertoo meille, että tämän on tarkoitettava pienen populaation kokoa" näissä arkaaisissa ihmisissä ", sanoo Kalifornian yliopiston Berkeleyn yliopiston biologi Montgomery Slatkin, jota Rogersin havainnot eivät vakuuttaneet. Tämä tarkoittaa, että väestö tavoitteli lukumäärää 2000-3000 yksilöä.
"Mutta jos maailmassa oli todella vain 1 000 neandertaalista", Rogers sanoo, "on vaikea uskoa, että he ovat jättäneet niin rikkaan fossiilisen ennätyksen."
Se on kuitenkin geneettinen näyttö, johon Rogers ja hänen kollegansa kääntyvät väittäen, että neandertallaisia oli enemmän, kymmeniä tuhansia. Tutkijoiden työ julkaistiin Kansallisen tiedeakatemian julkaisussa viime kuussa.
Avain tähän uuteen löytöön on tutkijoiden ehdotuksessa, jonka mukaan neandertalieilla oli paljon monimuotoisempi geenivarat, mutta että ne jaettiin pieniin, eristettyihin sisäsiitosryhmiin geneettisesti samankaltaisista yksilöistä. Tällainen pirstoutuminen vääristäisi aikaisempia geneettisiä löydöksiä: aiemmat arviot osoittaisivat paikallisia populaatioita ja niiden alueellista historiaa jättäen kokonaiskuvan.
Rogers päätti korjata tämän aukon mukauttamalla ja laajentamalla muiden tutkijoiden käyttämää väestösekoitusmallia. Sen sijaan, että analysoisi yhden ihmisen perimää, hän ja hänen tiiminsä vertasivat geenivariantteja, jotka ovat yhteisiä nykyaikaisille afrikkalaisille, moderneille euraasialaisille, neandertallaisille ja Denisovanille. Tämän mallin varhainen versio kehitettiin arvioimaan, kuinka voimakkaasti nykyaikaiset ihmiset ja neandertaalit ylitetään. Rogersin tärkein innovaatio oli lisätä Denisovaneja tähän seokseen ja lisätä merkittävästi mahdollisten yhdistelmien luetteloa ja populaatioiden kietoutumista. Ja se auttoi häntä vastaamaan kysymyksiin, jotka ylittävät paljon yli risteyttämisen väestön koosta ja muista asioista.
Rogersin ja hänen kollegoidensa havaitsema geneettisen monimuotoisuuden lisääntyminen vastaa noin kymmenkertaista nousua tehokkaassa populaatiokoossa. Vaikka ei ole mitään keinoa tietää, kuinka monta neandertaalista yksilöä saattaa pudota tästä lukumäärästä, fossiilisia arvioita on tarkistettava vakavasti.
"Tutkimus tarjoaa DNA-todisteita siitä, mitä olemme nähneet arkeologisissa arkistoissa", sanoo Princetonin yliopiston evoluutiobiologi Joshua Aki.
Afrikasta - kahdesti
Työskentelemällä geneettisten sekvenssien ja niiden uudistetun mallin kanssa tutkijat ovat saaneet uusia käsityksiä siitä, kuinka neandertallaiset, Denisovans ja nykyaikaiset ihmiset kasvoivat, supistuivat, jakautuivat ja sulautuivat säännöllisesti historian ajan. "Haluamme rakentaa hyvän sukupuun, jotta voimme kertoa tarkat tarinat kahden ryhmän suhteista", sanoo Duke Universityn antropologi Stephen Churchill. "Mutta on selvää, että tämä suhde on paljon monimutkaisempi."
Noin 750 000 vuotta sitten, Neanderthalien ja Denisovanien edeltäjät jättivät nykyajan ihmisten esi-isät Afrikassa muuttamaan Euraasian laajalle alueelle. Tämä yksin melkein tuhosi heidät; geneettinen näyttö viittaa siihen, että väestö on käynyt läpi vaikeita tutkimuksia, joita tutkimusta ei ole aiemmin havaittu. Riippumatta siitä, mikä aiheutti tämän katastrofin, muinaiset selvisivät siitä ja vain muutama tuhat vuotta myöhemmin - 744 000 vuotta sitten - he jakautuivat kahteen erilliseen linjaan, Neanderthals ja Denisovans. Entinen jakautui sitten pienempiin alueellisiin ryhmiin, jotka kiehtoivat Rogersia.
Tämän jakautumisen aikaansaaminen Neanderthalsin ja Denisovansin välillä on sinänsä yllättävää, koska aikaisempien tutkimusten mukaan se tapahtui myöhemmin: Esimerkiksi vuonna 2016 tehdyssä tutkimuksessa tunnistettiin jakauma 450 000 vuotta sitten. Varhainen erottelu tarkoittaa, että meidän on löydettävä entistä enemmän fossiileja molemmista ryhmistä. Sinun on myös tarkistettava jo löydetyt fossiilit. Otetaan esimerkiksi Homo heidelbergensis -lajin hominidin aivojen luut, jotka elivät Euroopassa ja Aasiassa noin 600 000 vuotta sitten. Paleoantropologit eivät voi olla samaa mieltä siitä, kuinka hän suhtautuu muihin ihmisryhmiin; Jotkut uskovat olevansa sekä nykyaikaisten ihmisten että neandertallasten esi-isät, toiset uskovat, että he olivat ei-muinaisia lajeja, jotka korvattiin Eurooppaa vaelneilla neandertalaisilla.
Rogersin havainnot viittaavat siihen, että H. heidelbergensiksen on pitänyt olla varhainen neandertallainen. "Olemme asettaneet erotteluajan niin varhain, että 600 000 vuotta sitten toimineen eurooppalaisen hominidin on melkein varmasti oltava neandertalainen", hän sanoo, "ainakin geneettisesti, vaikka se ei näyttäisi lainkaan neandertallaselta".
Joka tapauksessa tämä uusi neandertaalien monimutkaisen varhaisen historian rekonstruktio on hyvin samanlainen kuin mitä olemme oppineet anatomisesti nykyaikaisista ihmispopulaatioista, jotka levisivät ensin ympäri Eurooppaa ja Aasiaa. Noin 50 000 vuotta sitten, euraasialaiset jakautuivat afrikkalaisista, kävivät läpi vaikean ajanjakson, jonka aikana heidän väestönsä oli hyvin alhainen, ja sitten jakautui alueellisiin väestöryhmiin koko Euraasiassa - ns. Ei-afrikkalainen teoria ihmisten muuttoliikkeestä. "Näyttää siltä, että sama asia tapahtui 600 000 tai 700 000 vuotta sitten", Neanderthals and Denisovansin kanssa, Rogers sanoo. "Oli toinen ei-afrikkalainen diaspora, jota kukaan ei ollut aiemmin epäillään."
Ei niin huono
Ei ole mikään salaisuus, että neandertaalit menestyivät huonosti: niiden läpi käyneet jääkaudet ja väestön pirstoutuminen jättivät heidät kyvyttömiksi ylläpitämään kestävää sosiaalista tai teknologista kasvua. "Mutta yksi väärinkäsityksistä on, että ajattelumme edistymisestä on, että nykyaikaiset ihmiset ovat parempia ja neandertallaiset ovat huonompia", Hawkes sanoo.”Neandertalit olivat vertaansa vailla vertausta metsästykseen ja korkealuokkaisiin ruokavaroihin luottamiseen syrjäytyneissä ympäristöissä. He ratkaisivat ongelmat, joita meillä ei tänään ole lainkaan. Kuinka he elivät niin alhaisella asukastiheydellä satojen tuhansien vuosien ajan? Emme koskaan ymmärtäneet sitä."
Ennen tutkimuksen aloittamista Rogers uskoi, että neandertallaiset olivat sukupuuttoon kuollut, kun nykyaikaiset ihmiset saapuivat alueelleen, että heidän populaationsa olivat jo ehtyneet ja levinneet geneettisiin sairauksiin. Hän ei usko enää.
Neandertallasväestön todellisen rakenteen ymmärtäminen voi auttaa tutkijoita syventämään näiden muinaisten ihmisten dynamiikkaa ja heidän vuorovaikutustaan kanssamme. Esimerkiksi ihmettelen, oliko ihmisten ja neandertallasten ylittämisessä erityispiirteitä. Sisälimmekö meille yhtä suuren määrän neandertallas äitien ja isien DNA: ta, vai tapahtuiko muutos?
Rogersin työ ja siihen liittyvä muiden ryhmien tutkimus voivat olla voimakas kohokohta myös modernille genetiikalle. Niiden analyyttistä mallia voidaan soveltaa koiriin ja hevosiin - todellakin kaikkiin lajeihin, joiden lisääntyminen tapahtuu jäsennellyssä muodossa pikemminkin kuin satunnaisella geenivirralla. Neandertaaliset geenit ovat saattaneet olla yhteydessä lisääntyneeseen masennuksen, diabeteksen, sydänsairauksien ja muiden häiriöiden riskiin, ja tämä on vielä nähtävissä.
Ilja Khel