Неандерталците. Колко бяха там? Археолозите и генетиците дават различни отговори. Новите изследвания трябва да им помогнат да постигнат консенсус и да хвърлят светлина върху забравената история на тези древни хора. Включително доста рано изчезване. През 1856 г., три години преди публикуването на книгата на Чарлз Дарвин „Произходът на видовете“, група миньори откриват човешки вкаменелости в варовикова пещера в долината на неандерите в Северна Германия - наречена по-късно неандерталски 1, което е първото указание за друг архаичен човешки вид. Оттогава се опитваме да разберем възможно най-много за нашите мистериозни предци. За да направят това, експертите събраха две основни доказателства: стотици кости и каменни инструменти, намерени разпръснати от Испания и Англия до планината Алтай, и съвсем скорошни данни и изводи, направени от статистически модели.
Тези подходи обаче нарисуват поразително различни картини за това как трябва да изглеждат популациите на неандерталците. Археологическите данни сочат, че приблизително 150 000 индивиди са обхванали Европа и Азия, живеели в малки групи от 15-25 години, а общият им брой варира значително в зависимост от климатичните промени (включително тежки ледникови периоди), които настъпват през интервал от половин милион години - до изчезването на неандерталците преди 40 000 години.
Генетичното секвениране разказва различна история. Някои от изчисленията на базата на ген определят популацията на неандерталците като само 1000; други посочват най-много няколко хиляди. Има няколко хипотези, които биха могли да обяснят подобни резултати: или населението наистина е било толкова малко, дори в своя пик, или е било по-голямо, но с времето намалява. Във всеки случай неандерталците винаги са били в упадък; тяхното изчезване сякаш беше предсказано от самото начало.
„Фактът, че тези два вида оценки не съвпадат, е проблем, който все още трябва да бъде решен“, казва Джон Хоукс, палеоантрополог от Университета на Уисконсин-Мадисън.
Сега обаче изследователи, водени от Алън Роджърс, антрополог и популационен генетик от Университета в Юта, предложиха нов генетичен модел, който може да съгласува тези различия. Той вярва, че неандерталците са били много по-многобройни, отколкото са показвали предишни генетични изследвания, и ги поставя под очевидните артефакти и фосили, които подкрепят това. Той също така запълва еволюционната история на неандерталците от времето, когато те за първи път се разделиха с нашите предци в Африка и когато те започнаха да се срещат със съвременните хора. В много отношения неандерталците са били много по-успешни като вид - и много повече като нас - отколкото сме свикнали да мислим.
Противно на консенсуса
В популационната генетика ефективният размер на популацията не е пряка мярка за общия брой хора, които са живели в даден момент. По-скоро е мярка за генетично разнообразие. Експертите сканират ДНК на индивидите през цялата история, търсейки разлики в последователността на ДНК между две копия от неговия геном. По същество те преценяват колко роднини на братя и сестри отделят майчиното копие на гена от бащинското копие. Ако популацията е малка, те очакват да намерят общ предшественик достатъчно бързо; ако е голям, отнема повече време. „Удивително е колко информация може да се научи от дадено лице“, казва Роджърс.
Промоционално видео:
Учените отдавна са забелязали, че неандерталците са имали ниски нива на генетично разнообразие. При съвременните африканци около 11 от всеки 10 000 нуклеотида са хетерозиготни, тоест те се различават между две копия на хромозома. При неафриканците само 8 от всеки 10 000 проявяват това поведение. Тази цифра пада до 2 на 10 000 за неандерталците и денисовчани, които науката идентифицира едва през последното десетилетие. "Теорията за популационната генетика ни казва, че това трябва да означава малък размер на популацията" при тези архаични хора, казва Монтгомъри Слаткин, биолог от Калифорнийския университет в Бъркли, който не е бил убеден от откритията на Роджърс. Това означава, че популацията се е стремяла към брой 2000-3000 индивида.
„Но ако наистина имаше само 1000 неандерталци в света“, казва Роджърс, „е трудно да се повярва, че са оставили толкова богат изкопаеми“.
И все пак това е генетичното доказателство, към което се обръщат Роджърс и неговите колеги, които твърдят, че е имало още неандерталци, десетки хиляди. Работата на учените беше публикувана в „Proceedings of the National Academy of Sciences“миналия месец.
Ключът към тази нова констатация се крие в предположението на изследователите, че неандерталците са имали много по-разнообразен генофонд, но че са разделени на малки, изолирани инбридни групи от генетично подобни индивиди. Подобна фрагментация би изкривила по-ранните генетични находки: минали оценки биха насочили към местното население и тяхната регионална история, без да оставят широката картина.
Роджърс реши да компенсира тази пропаст, като адаптира и разшири модела на смесване на населението, който са използвали други изследователи. Вместо да анализира генома на един човек, той и неговият екип сравняват генетични варианти, общи за съвременните африканци, съвременни евразийци, неандерталци и денисованци. Ранна версия на този модел е разработена, за да се оцени колко силно се кръстосват съвременните хора и неандерталците. Основната иновация на Роджърс беше да добави Denisovans към тази смес и значително да увеличи списъка на възможните комбинации и преплитане на популациите. И това му помогна да отговори на въпроси, които надхвърлят кръстосването по отношение на числеността на населението и други въпроси.
Увеличаването на генетичното разнообразие, открито от Роджърс и колегите, съответства на приблизително десетократно увеличение на ефективния размер на популацията. Въпреки че няма как да се знае колко повече неандерталци могат да изпаднат от този брой, оценките на изкопаемите ще трябва да бъдат сериозно преразгледани.
„Проучването предоставя ДНК доказателства за това, което видяхме в археологическите записи“, казва Джошуа Аки, еволюционен биолог от университета в Принстън.
От Африка - два пъти
Работейки с генетични последователности и техния преработен модел, учените добиха нови идеи за това как неандерталците, денисовчаните и съвременните хора периодично растат, свиват се, разделят се и се сливат през цялата история. „Искаме да изградим добро родословно дърво, така че да можем да разказваме точни истории за това как са свързани двете групи“, казва Стивън Чърчил, антрополог от университета Дюк. "Но е ясно, че тази връзка е много по-сложна."
Преди около 750 000 години, каза Роджърс, предшествениците на неандерталците и денисованците оставиха предците на съвременните хора в Африка, за да се преместят в обширната територия на Евразия. Само това почти ги унищожи; генетичните данни сочат, че популацията е преминала през тежки изпитания, които изследванията не са установявали по-рано. Каквото и да е причинило тази катастрофа, древните са я преживели и само няколко хиляди години по-късно - преди 744 000 години - те се разделят на две отделни линии, неандерталци и денисовчани. След това първите се разделиха на по-малки регионални групи, които очароваха Роджърс.
Датирането на този разкол между неандерталците и денисованците само по себе си е изненадващо, защото предишните изследвания го посочват по-късно: в проучване през 2016 г. например разколът е определен като събитие, случило се преди 450 000 години. Ранното разделяне означава, че трябва да намерим още повече вкаменелости от двете групи. Ще трябва да преразгледате вече откритите фосили. Вземете например костите на мозъка на хоминид от вида Homo heidelbergensis, живял в Европа и Азия преди около 600 000 години. Палеоантрополозите не могат да се съгласят с това как той се отнася към други групи хора; някои вярват, че те са били предци както на съвременните хора, така и на неандерталците, други, че са били не древни видове, заменени от неандерталците, които обикаляли в Европа.
Откритията на Роджърс сочат, че H. heidelbergensis сигурно е бил ранен неандерталец. "Заложихме времето на раздялата толкова рано, че европейският хоминид преди 600 000 години почти сигурно е неандерталец", казва той, "поне генетично, дори ако изобщо не приличаше на неандерталец."
Така или иначе, тази нова реконструкция на сложната ранна история на неандерталците е много подобна на тази, която научихме за анатомично модерните човешки популации, които първо се разпространиха в Европа и Азия. Преди около 50 000 години евразийците се отделиха от африканците, преминаха през труден период, през който населението им беше много ниско, а след това се разделиха на регионално население в цяла Евразия - така наречената неафриканска теория за миграцията на хората. „Изглежда, че същото се е случило преди 600 000 или 700 000 години“, с неандерталците и денисованците, казва Роджърс. "Имаше друга неафриканска диаспора, за която никой не е подозирал по-рано."
В крайна сметка не е толкова лошо
Не е тайна, че неандерталците се справят зле: ледените епохи, през които са преминали, и разпокъсаността на населението им не са в състояние да поддържат устойчив социален или технологичен растеж. „Но едно от погрешните схващания е, че начинът, по който мислим за напредък, е, че съвременните хора са по-добри, а неандерталците - по-лоши“, казва Хоукс. „Когато стана дума за лов и разчитане на високоенергийни хранителни ресурси в маргинализирани среди, неандерталците бяха на второ място. Те решиха проблеми, с които днес изобщо не се сблъскваме. Как живееха с толкова ниска гъстота на населението стотици хиляди години? Никога не разбрахме това."
Преди да се захване с изследванията си, Роджърс смята, че неандерталците са на прага на изчезване, когато съвременните хора влязат на тяхна територия, че населението им вече е изчерпано и изобилства от генетични заболявания. Той вече не мисли така.
Разбирането на истинската структура на неандерталското население може да помогне на учените да се задълбочат по-дълбоко в динамиката на тези древни хора и техните взаимодействия с нас. Например се питам дали е имало някакви особености при кръстосване на хора и неандерталци. Включихме ли еднакво количество неандерталска майчина и бащинска ДНК, или имаше промяна?
Работата на Роджърс и свързаните с него изследвания от други групи могат да бъдат мощен момент за съвременната генетика. Техният аналитичен модел може да се приложи за кучета и коне - наистина за всеки вид, който проявява структурирано възпроизвеждане в популациите си, а не произволен поток на ген. Неандерталските гени може да са свързани с повишен риск от депресия, диабет, сърдечни заболявания и други разстройства и това остава да видим.
Иля Кел