Neandervölgyiek. Hány volt? A régészek és genetikusok eltérő választ adnak. Az új kutatásnak segítenie kell abban, hogy konszenzusra jusson, és rávilágítson ezen ősi emberek elfeledett történelmére. Beleértve a meglehetősen korai kihalást. 1856-ban, három évvel a Charles Darwin „A fajok eredete” című kiadványának megjelenése előtt, egy bányászcsoport emberi kövületeket fedezett fel az Egyesült Államok északi részén, a Neander-völgy mészkőbarlangjában - később Neanderthal 1 néven, amely egy másik archaikus emberi faj első jele. Azóta megpróbáltuk minél többet megérteni titokzatos őseinkről. Ehhez a szakértők két fő bizonyítékot gyűjtöttek: Spanyolországból és Angliából az Altaj-hegységre szétszórt csontok és kőszerszámok, valamint a statisztikai modellekből származó legfrissebb adatok és következtetések.
Ezek a megközelítések azonban feltűnően különböző képeket festenek arról, hogy a neandervölgyi populációknak hogyan kellett volna kinézniük. A régészeti adatok azt sugallják, hogy körülbelül 150 000 egyén borította Európát és Ázsiát, kis csoportokban éltek, 15-25 éves korosztályban, és számuk nagymértékben változott az éghajlatváltozással (ideértve a súlyos jégkorszakot is), amelyek időközönként bekövetkeztek évvel - a neandertalisták 40 000 évvel ezelőtti kihalásáig.
A genetikai szekvenálás más történetet mond. A gén alapú becslések egy része a neandervölgyi populációt csupán 1000-nek határozza meg; mások legfeljebb néhány ezerre vonatkoznak. Számos hipotézis magyarázza ezeket az eredményeket: vagy a lakosság valóban olyan kicsi volt, még a csúcspontja is, vagy nagyobb volt, de az idő múlásával csökkent. Mindenesetre a neandervölgyiek mindig is hanyatlanak voltak; tűnését már a kezdetektől megjósolták.
„Az a tény, hogy ez a két becsléstípus nem egyezik, még meg kell oldani a problémát” - mondja John Hawkes, a Wisconsin-Madison Egyetem paleoantropológusa.
Most azonban a kutatók, amelyeket Alan Rogers, az antropológus és az Utah-i Egyetem populációgenetikusa vezet, új genetikai modellt javasoltak, amely összeegyeztethetővé tenné ezeket a különbségeket. Úgy véli, hogy a neandertálok sokkal többen voltak, mint a korábbi genetikai vizsgálatok kimutatták, és a nyilvánvaló tárgyak és kövületek alá vonják őket, amelyek ezt alátámasztják. Ezenkívül kitölti a neandertalisták evolúciós történetét attól az időponttól kezdve, amikor először szétváltak afrikai őseinktől Afrikában, és amikor elkezdtek találkozni a modern emberekkel. A neandertálok sok szempontból sokkal sikeresebbek voltak fajként - és sokkal jobban hasonlítanak hozzánk -, mint gondoltuk.
A konszenzussal ellentétben
A populációgenetikában a tényleges populációméret nem jelenti közvetlenül az adott időben élõ emberek számát. Inkább a genetikai sokféleség mérőszáma. A szakértők a történelem folyamán átvizsgálják az egyének DNS-ét, megkeresve a DNS-szekvencia különbségeket genomjának két példánya között. Lényegében azt becsülik, hogy hány testvér nemzedék választja el a gén anyai példányát az apai példánytól. Ha a népesség kicsi, akkor elvárják, hogy elég gyorsan megtalálják a közös ősöket; ha nagy, akkor több időt vesz igénybe. „Elképesztő, hogy mennyi információ tanulható meg az egyéntől” - mondja Rogers.
Promóciós videó:
A tudósok régóta észrevették, hogy a neandervölgyiek genetikai sokfélesége alacsony volt. A modern afrikaiakban 10 000 nukleotid közül mintegy 11 heterozigóta, vagyis a kromoszóma két példánya különbözik egymástól. Nem afrikaiakban 10 000-ből csak 8 mutat ilyen viselkedést. Ez a szám 10 000-ből 2-re csökken Neanderthals és Denisovans esetében, akiket a tudomány csak az elmúlt évtizedben azonosított. "A népességgenetika elmélete azt mondja nekünk, hogy ennek egy kis populációszámnak kell jelentkeznie ezekben az archaikus emberekben" - mondta Montgomery Slatkin, a kaliforniai Berkeley-i Egyetem biológusa, akit Rogers megállapításai nem győztek meg. Ez azt jelenti, hogy a lakosság 2000-3000 egyedre számít.
"De ha valóban csak 1000 neandervölgyi létezett a világon," mondja Rogers. "Nehéz elhinni, hogy ilyen gazdag fosszilis rekordokat hagytak."
Mégis, a genetikai bizonyítékokhoz fordulnak Rogers és kollégái, állítva, hogy több neandertalisták vannak, több tízezer. A tudósok munkáját a múlt hónapban a Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában tették közzé.
Ennek az új megállapításnak a kulcsa a kutatók javaslatában rejlik, miszerint a neandertálok sokkal változatosabb génkészlettel rendelkeztek, ám ezeket genetikailag hasonló egyének kicsi, izolált beltenyésztett csoportjaira osztották. Az ilyen széttagolódás torzítaná a korábbi genetikai leleteket: a múltbeli becslések rámutatnának a helyi populációra és a regionális történelemre, és kihagynák a nagy képet.
Rogers úgy döntött, hogy pótolja ezt a különbséget azáltal, hogy adaptálta és kibővítette a más kutatók által alkalmazott populációs keverési modellt. Ahelyett, hogy elemezte volna egy ember genomját, csapatával összehasonlította a modern afrikaiak, a modern eurázsiaiak, a neandertalisták és a Denisovanok genetikai változatát. Ennek a modellnek a korai verzióját fejlesztették ki annak felmérésére, hogy a modern emberek és a neandertálok mennyire erősen keresztezik egymást. Rogers fő innovációja az volt, hogy Denisovan-okat adjunk ehhez a keverékhez, és jelentősen bővítsék a lehetséges kombinációk és a populációk összefonódásának listáját. És ez segített neki megválaszolni azokat a kérdéseket, amelyek messze túlmutatnak a keresztezésnél a népesség méretével és más kérdésekkel kapcsolatban.
A genetikai sokféleség növekedése, amelyet Rogers és munkatársai találtak, a tényleges populáció nagyjából tízszeres növekedésének felel meg. Noha nem tudhatjuk, hány neandervölgyi egyed eshet ki ebből a számból, a fosszilis becsléseket komolyan felül kell vizsgálni.
„A tanulmány DNS-bizonyítékot szolgáltat arra, amit régészeti leletekben láthattunk” - mondja Joshua Aki, a Princetoni Egyetem evolúciós biológusa.
Afrikából - kétszer
A genetikai szekvenciákkal és azok felülvizsgált modelljével végzett munkával a tudósok új betekintést nyertek a neandervölgyiek, a Denisovansok és a modern emberek fejlődésébe, zsugorodásába, felosztásába és egyesítésébe a történelem során. "Jó családfát akarunk létrehozni, hogy pontos történeteket mondhassunk el arról, hogy a két csoport hogyan kapcsolódik egymáshoz" - mondja Stephen Churchill, a Duke Egyetem antropológusa. "De nyilvánvaló, hogy ez a kapcsolat sokkal bonyolultabb."
Rogers szerint mintegy 750 000 évvel ezelőtt a neandervölgyiek és a Denisovanok elődei Afrikában a modern emberek őseit hagyták el, hogy Eurázsia hatalmas területére költözzenek. Ez önmagában szinte elpusztította őket; genetikai bizonyítékok arra utalnak, hogy a lakosság olyan súlyos kísérleteken ment keresztül, amelyeket a kutatás korábban nem azonosított. Bármi is okozta ezt a katasztrófát, az ősi túlélte azt, és csak néhány ezer évvel később - 744 000 évvel ezelőtt - két különálló törzsre osztódtak: neandertalisták és denisovanok. Az előbbiek ezután kisebb regionális csoportokra osztódtak, amelyek elbűvölték Rogers-t.
A neanderthals és a Denisovans közötti megosztottság randevú önmagában meglepő, mivel a korábbi tanulmányok később fogalmazták meg: például egy 2016-os tanulmányban például a megosztást olyan eseménynek azonosították, amely 450 000 évvel ezelőtt történt. A korai szétválasztás azt jelenti, hogy mindkét csoportból még több kövületet kell találnunk. A már talált kövületeket felül kell vizsgálnia. Vegyük például a Homo heidelbergensis fajba tartozó hominid agy csontjait, amelyek körülbelül 600 000 évvel ezelőtt éltek Európában és Ázsiában. A paleoantropológusok nem értenek egyet azzal, hogy hogyan viszonyul más embercsoportokhoz; Egyesek úgy vélik, hogy mind a modern emberek, mind a neandertáliok ősei voltak, mások úgy vélik, hogy nem ősi fajok voltak, helyett az Európát barangoló neandertálok.
Rogers megállapításai azt sugallják, hogy a H. heidelbergensis korai neandervölgyiek voltak. "Olyan korán állítottuk be a szétválasztás idejét, hogy egy 600 000 évvel ezelőtt egy európai hominidnek szinte biztosan neandervölgyieknek kell lennie" - mondja. - Legalább genetikailag, még akkor is, ha egyáltalán nem tűnt neandervölgyieknek.
Akárhogy is, a neandertalák korai története ezen új rekonstrukciója nagyon hasonló ahhoz, amit megtudtunk az anatómiailag modern emberi populációkról, amelyek először terjedtek Európában és Ázsiában. Körülbelül 50 000 évvel ezelőtt az eurázsiaiak szétváltak az afrikai állampolgároktól, átéltek egy nehéz időszakot, amelyben a lakosság nagyon alacsony volt, majd az Eurázsia térségében regionális népességre osztották - ez az úgynevezett nem afrikai emberiségvándorlás-elmélet. "Úgy tűnik, hogy ugyanaz történt 600 000 vagy 700 000 évvel ezelőtt" - mondta a neandertalisták és Denisovansok, mondja Rogers. "Volt egy másik nem afrikai diaszpóra, amelyet korábban senki sem gyanított."
Végül is nem olyan rossz
Nem titok, hogy a neandervölgyiek rosszul mentek: a jégkorszakok, amelyeken átéltek, és lakosságuk széttagoltsága miatt nem képesek fenntartani a fenntartható társadalmi vagy technológiai növekedést. "De az egyik tévhit az, hogy a fejlődésre gondolunk úgy, hogy a modern emberek jobbak és a neandertalisták rosszabbak" - mondja Hawkes. „Amikor vadászni kellett és támaszkodni kellett a nagy energiájú élelmezési forrásokra a marginalizált környezetben, a neandertálok páratlanok voltak. Megoldatták azokat a problémákat, amelyekkel manapság egyáltalán nem állunk szemben. Hogyan éltek ilyen alacsony népsűrűséggel több százezren át? Soha nem értettük meg."
Mielőtt kutatása elkezdődött, Rogers azt hitte, hogy a neandertálok a kihalás szélén állnak, amikor a modern emberek beléptek a területükre, hogy populációjuk már kimerült és genetikai betegségekkel terjednek. Többé nem gondolja.
A neandervölgyi népesség valódi szerkezetének megismerése segíthet a tudósoknak mélyebben belemerülni ezekben az ősi emberekben és az velük való kölcsönhatásba. Például, kíváncsi vagyok, hogy vannak-e sajátosságok az emberek és a neandervölgyiek átlépésekor? Ugyanazt a neandervölgyi anyai és apai DNS-t vettük fel, vagy volt-e eltolódás?
Rogers munkája és más csoportokkal összefüggő kutatásai a modern genetika szempontjából is nagy hangsúlyt kaphatnak. Analitikai modelljük alkalmazható a kutyákra és a lovakra - valójában minden olyan fajra, amely populációjukban strukturált szaporodást mutat, nem pedig véletlenszerű génáramlást. A neandervölgyi gének összekapcsolódhatnak a depresszió, a cukorbetegség, a szívbetegség és más rendellenességek fokozott kockázatával, és ezt még látni kell.
Ilya Khel