Neandertálci. Koľko ich tam bolo? Archeológovia a genetici dávajú rôzne odpovede. Nový výskum by im mal pomôcť dospieť ku konsenzu a objasniť zabudnutú históriu týchto starých ľudí. Vrátane pomerne skorého vyhynutia. V roku 1856, tri roky predtým, ako bola uverejnená kniha O pôvode od Charlesa Darwina, objavila skupina baníkov ľudské fosílie v vápencovej jaskyni v údolí Neander v severnom Nemecku - neskôr nazývanom Neandertál 1, prvá indikácia iného archaického ľudského druhu. Od tej doby sme sa pokúsili čo najviac porozumieť našim záhadným predkom. Za týmto účelom odborníci zhromaždili dve hlavné línie dôkazov: našli sa stovky kostí a kamenných nástrojov roztrúsených od Španielska a Anglicka po pohorie Altaj a najnovšie údaje a závery vyvodené zo štatistických modelov.
Tieto prístupy však namaľovali prekvapivo odlišné obrázky o tom, ako by mali neandertálske populácie vyzerať. Archeologické dôkazy naznačujú, že približne 150 000 jednotlivcov pokrývalo Európu a Áziu, žilo v malých skupinách 15 až 25 jedincov a ich celkový počet sa značne líšil v závislosti od klimatických zmien (vrátane závažných ľadových vekov), ku ktorým došlo v intervale pol milióna rokov - až do zániku neandertálcov pred 40 000 rokmi.
Genetické sekvenovanie rozpráva iný príbeh. Niektoré z odhadov založených na géne definujú neandertálsku populáciu ako iba 1 000; iní špecifikujú nanajvýš niekoľko tisíc. Existuje niekoľko hypotéz, ktoré by mohli vysvetliť takéto výsledky: buď populácia bola skutočne taká malá, dokonca na svojom vrchole, alebo bola väčšia, ale časom klesala. V každom prípade neandertálci vždy upadali; zdá sa, že ich zmiznutie bolo predpovedané od samého začiatku.
„Skutočnosť, že sa tieto dva typy odhadov nezhodujú, je problémom, ktorý sa ešte musí riešiť,“hovorí John Hawkes, paleoantropológ na University of Wisconsin-Madison.
Vedci, ktorých v súčasnosti vedie antropológ a populačný genetik Alan Rogers z University of Utah, teraz navrhli nový genetický model, ktorý by tieto rozdiely mohol zmieriť. Domnieva sa, že neandertálci boli oveľa početnejší, ako dokázali predchádzajúce genetické štúdie, a stavia ich do zjavných artefaktov a fosílií, ktoré to podporujú. Napĺňa tiež evolučnú históriu neandertálcov od času, keď sa prvýkrát oddelili od našich predkov v Afrike a keď sa začali stretávať s modernými ľuďmi. Neandertálci boli v mnohých ohľadoch oveľa úspešnejší ako druh - a oveľa viac ako my - než sme si mysleli.
Na rozdiel od konsenzu
V populačnej genetike nie je účinná veľkosť populácie priamym meradlom celkového počtu ľudí, ktorí žili v danom čase. Je to skôr miera genetickej diverzity. Odborníci skenujú DNA jednotlivcov v histórii a hľadajú rozdiely v sekvencii DNA medzi dvoma kópiami svojho genómu. V podstate odhadujú, koľko generácií súrodencov oddeľuje materskú kópiu génu od otcovskej kópie. Ak je populácia malá, očakávajú, že nájdu spoločného predka dostatočne rýchlo; ak je veľký, vyžaduje viac času. "Je úžasné, koľko informácií sa dá od jednotlivca dozvedieť," hovorí Rogers.
Propagačné video:
Vedci už dlho zaznamenali, že neandertálci mali nízku úroveň genetickej diverzity. V moderných Afričanoch je približne 11 z každých 10 000 nukleotidov heterozygotných, to znamená, že sa líšia medzi dvoma kópiami chromozómu. U Afričanov toto správanie prejavuje iba 8 z každých 10 000. Toto číslo klesne na 2 z 10 000 pre neandertálcov a Denisovanovcov, ktorých veda identifikovala iba v poslednom desaťročí. „Teória populačnej genetiky nám hovorí, že to musí znamenať malú veľkosť populácie“u týchto archaických ľudí, hovorí Montgomery Slatkin, biológ na Kalifornskej univerzite v Berkeley, ktorý nebol presvedčený Rogersovými zisteniami. To znamená, že populácia bola zameraná na počet 2 000 až 3 000 jedincov.
„Keby však na svete bolo naozaj iba 1 000 neandertálcov,“hovorí Rogers, „je ťažké uveriť, že zanechali taký bohatý fosílny záznam.“
Je to však genetický dôkaz, ku ktorému sa Rogers a jeho kolegovia obracajú a tvrdia, že tam bolo viac neandertálcov, desiatky tisíc. Vedecká práca bola uverejnená minulý mesiac v zborníku Národnej akadémie vied.
Kľúč k tomuto novému zisteniu spočíva v názore vedcov, že neandertálci mali oveľa rozmanitejší genofond, ale boli rozdelení na malé izolované izolované inbredné skupiny geneticky podobných jedincov. Takáto fragmentácia by skreslila skoršie genetické nálezy: predchádzajúce odhady by poukazovali na miestne populácie a ich regionálnu históriu, pričom by sa vynechal celkový obraz.
Rogers sa rozhodol túto medzeru napraviť úpravou a rozšírením modelu zmiešavania obyvateľstva, ktorý používali iní vedci. Namiesto analýzy genómu jednej osoby porovnal so svojím tímom genetické varianty spoločné pre moderných Afričanov, moderných Eurázijcov, neandertálcov a Denisovanovcov. Bola vyvinutá skorá verzia tohto modelu, aby sa vyhodnotilo, ako silne sa prekračujú moderní ľudia a neandertálci. Rogersovou hlavnou inováciou bolo pridať Denisovanov do tejto zmesi a výrazne zvýšiť zoznam možných kombinácií a vzájomného prepletenia populácií. Pomohlo mu to odpovedať na otázky, ktoré siahajú ďaleko za kríženie krížov o veľkosti populácie a iných otázkach.
Zvýšenie genetickej diverzity, ktoré Rogers a kolegovia našli, zodpovedá zhruba desaťnásobnému zvýšeniu efektívnej veľkosti populácie. Aj keď neexistuje žiadny spôsob, ako zistiť, koľko ďalších neandertálskych jedincov môže spadnúť z tohto počtu, fosílne odhady sa budú musieť vážne revidovať.
„Štúdia poskytuje dôkaz DNA o tom, čo sme videli v archeologických záznamoch,“hovorí Joshua Aki, evolučný biológ na Princetonskej univerzite.
Z Afriky - dvakrát
Pri práci s genetickými sekvenciami a ich revidovaným modelom získali vedci nové poznatky o tom, ako neandertálci, Denisovani a novodobí ľudia rástli, klesali, štiepali sa a pravidelne sa spájali v priebehu histórie. „Chceme vytvoriť dobrý rodokmeň, aby sme mohli rozprávať presné príbehy o vzťahu týchto dvoch skupín,“hovorí Stephen Churchill, antropológ Duke University. „Je však zrejmé, že tento vzťah je oveľa komplikovanejší.“
Pred asi 750 000 rokmi, Rogers povedal, predchodcovia neandertálcov a Denisovanov opustili predkov moderných ľudí v Afrike, aby sa presťahovali do rozsiahleho územia Eurázie. To ich takmer zničilo; genetické dôkazy naznačujú, že populácia prešla náročnými pokusmi, ktoré výskum doteraz neidentifikoval. Čokoľvek spôsobilo túto katastrofu, starci ju prežili a len o niekoľko tisíc rokov neskôr - pred 744 000 rokmi - sa rozdelili na dve samostatné línie, neandertálske a denisovanské. Prvý z nich sa potom rozdelil na menšie regionálne skupiny, ktoré fascinovali Rogersa.
Datovanie tohto rozdelenia medzi neandertálcami a Denisovanmi je samo o sebe prekvapujúce, pretože predchádzajúce štúdie to uviedli neskôr: napríklad v štúdii z roku 2016 bolo rozdelenie identifikované ako udalosť, ktorá sa stala pred 450 000 rokmi. Včasné oddelenie znamená, že musíme nájsť ešte viac fosílií z oboch skupín. Budete tiež musieť revidovať fosílie, ktoré už boli nájdené. Zoberme si napríklad kosti mozgu hominida druhu Homo heidelbergensis, ktorý žil v Európe a Ázii asi pred 600 000 rokmi. Paleoantropológovia nemôžu súhlasiť s tým, ako sa dotýka iných skupín ľudí; niektorí veria, že boli predkami moderných ľudí a neandertálcov, iní že to boli nestarší druh, ktorý nahradili neandertálci, ktorí putovali po Európe.
Rogersove zistenia naznačujú, že H. heidelbergensis musel byť čoskoro neandertálsky. „Čas oddelenia sme si stanovili tak skoro, že európsky hominid pred 600 000 rokmi musí byť takmer určite neandertálsky,“hovorí, „aspoň geneticky, aj keď to vôbec nevyzeralo ako neandertálsky.““
V každom prípade je táto nová rekonštrukcia komplexnej ranej histórie neandertálcov veľmi podobná tomu, čo sme sa dozvedeli o anatomicky moderných ľudských populáciách, ktoré sa prvýkrát rozšírili po Európe a Ázii. Asi pred 50 000 rokmi sa Eurázijci oddelili od Afričanov, prešli ťažkým obdobím, počas ktorého bola ich populácia veľmi nízka, a potom sa rozdelili na regionálne populácie v celej Eurázii - tzv. Neafrickú teóriu ľudskej migrácie. "Vyzerá to, že to isté sa stalo pred 600 000 alebo 700 000 rokmi," hovorí s Neandertálcami a Denisovanmi. „Bola tu ďalšia africká diaspora, ktorú predtým nikto netušil.“
Koniec koncov, nie je to také zlé
Nie je žiadnym tajomstvom, že neandertálci robili zle: doba ľadová, ktorú prešli a roztrieštenosť ich populácie, im neumožnila udržať udržateľný sociálny alebo technologický rast. "Jednou z mylných predstáv je, že spôsob, akým myslíme na pokrok, je, že moderní ľudia sú lepší a neandertálci sú horší," hovorí Hawkes. „Pokiaľ ide o lov a spoliehanie sa na vysokoenergetické potravinové zdroje v marginalizovaných prostrediach, neandertálci boli na špičkovej úrovni. Riešili problémy, s ktorými sa dnes vôbec nestretneme. Ako žili s tak nízkou hustotou obyvateľstva po stovky tisíc rokov? To sme nikdy nepochopili. ““
Predtým, ako sa pustil do svojho výskumu, Rogers veril, že neandertálci boli na pokraji vyhynutia, keď moderní ľudia vstúpili na svoje územie, že ich populácie už boli vyčerpané a šíria sa genetické choroby. Už si to nemyslí.
Pochopenie skutočnej štruktúry neandertálskeho obyvateľstva môže pomôcť vedcom ponoriť sa hlbšie do dynamiky týchto starovekých ľudí a ich interakcií s nami. Napríklad som zvedavý, či pri prechode ľudí a neandertálcov boli nejaké zvláštnosti. Zahrnuli sme rovnaké množstvo neandertálskej materskej a otcovskej DNA, alebo došlo k posunu?
Rogersova práca a súvisiaci výskum iných skupín môžu byť silným vrcholom aj pre modernú genetiku. Ich analytický model sa dá použiť na psy a kone - v skutočnosti na akýkoľvek druh, ktorý vykazuje štruktúrovanú reprodukciu vo svojej populácii namiesto náhodného toku génov. Neandertálske gény mohli byť spojené so zvýšeným rizikom depresie, cukrovky, srdcových chorôb a iných porúch, a toto ostáva vidieť.
Ilja Khel