Neandertalci. Koliko ih je bilo? Arheolozi i genetičari daju različite odgovore. Novo istraživanje trebalo bi im pomoći da postignu konsenzus i osvijetle zaboravljenu povijest tih drevnih ljudi. Uključujući prilično rano izumiranje. Godine 1856., tri godine prije objavljivanja djela Charlesa Darwina O podrijetlu vrsta, skupina rudara otkrila je ljudske fosile u vapnenačkoj špilji u dolini Neander na sjeveru Njemačke - kasnije nazvanoj Neandertal 1, što je prva indikacija druge arhaične ljudske vrste. Od tada smo pokušali što više razumjeti naše misteriozne pretke. Da bi to učinili, stručnjaci su prikupili dvije glavne dokaze: stotine pronađenih kostiju i kamenog alata razbacanih iz Španjolske i Engleske do planine Altaj, te vrlo nedavni podaci i zaključci iz statističkih modela.
Međutim, ti su pristupi ostavili upečatljivo različite slike o tome kako je trebalo izgledati populacija neandertalaca. Arheološki dokazi govore da je oko 150.000 pojedinaca obuhvaćalo Europu i Aziju, živjelo u malim skupinama od 15-25 jedinki, a njihov ukupni broj uvelike se razlikovao od klimatskih promjena (uključujući teška ledena doba) koje su se događale u intervalu od pola milijuna godina - sve do izumiranja neandertalaca prije 40 000 godina.
Genetsko sekvenciranje priča drugačiju priču. Neke od procjena zasnovanih na genima definiraju neandertalce kao pukih 1.000; drugi navode najviše nekoliko tisuća. Nekoliko je hipoteza koje bi mogle objasniti takve rezultate: ili je populacija zaista bila tako mala, čak i na vrhuncu, ili je bila veća, ali s vremenom se smanjivala. U svakom slučaju, neandertalci su uvijek bili u opadanju; činilo se da je njihov nestanak predviđen od samog početka.
"Činjenica da ove dvije vrste procjena nisu iste problem je koji tek treba riješiti", kaže John Hawkes, paleoantropolog sa Sveučilišta Wisconsin-Madison.
Sada su, međutim, istraživači pod vodstvom Alana Rogersa, antropologa i populacijskog genetičara sa Sveučilišta u Utahu, predložili novi genetski model koji bi mogao pomiriti te razlike. Vjeruje da su neandertalci bili mnogo brojniji nego što su to pokazale prethodne genetske studije i stavlja ih pod očite artefakte i fosile koji to podržavaju. Također ispunjava evolucijsku povijest neandertalaca iz vremena kad su se prvi put odvojili od naših predaka u Africi i kad su se počeli susresti s modernim ljudima. Neandertalci su na mnogo načina bili puno uspješniji kao vrsta - i mnogo više poput nas - nego što smo mislili.
Suprotno konsenzusu
U populacijskoj genetici, veličina efektivne populacije nije izravna mjera ukupnog broja ljudi koji su živjeli u određenom vremenu. Radije je mjera genetske raznolikosti. Stručnjaci skeniraju DNK pojedinaca kroz povijest, tražeći razlike u slijedu DNK između dvije kopije njegovog ili njenog genoma. U biti, oni procjenjuju koliko roda braće i sestara odvaja majčinu kopiju gena od očinske kopije. Ako je populacija mala, očekuju da će dovoljno brzo naći zajedničkog pretka; ako je velika, treba više vremena. „Nevjerojatno je koliko se informacija može naučiti od pojedinca“, kaže Rogers.
Promotivni video:
Znanstvenici su dugo primijetili da neandertalci imaju nisku razinu genetske raznolikosti. U modernih Afrikanaca otprilike 11 od svakih 10.000 nukleotida je heterozigot, to jest, razlikuju se u dvije kopije kromosoma. U ne-Afrikancima, samo 8 od svakih 10.000 pokazuje takvo ponašanje. Ta se vrijednost smanjuje na 2 od 10 000 za neandertalce i Denisovane, koje je znanost identificirala tek u posljednjem desetljeću. "Teorija populacijske genetike govori nam da to mora značiti malu veličinu populacije" kod ovih arhaičnih ljudi, kaže Montgomery Slatkin, biolog sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, koji nije bio uvjeren u Rogersove nalaze. To znači da je populacija ciljala na broj 2000-3000 jedinki.
"Ali ako je na svijetu stvarno bilo samo 1.000 neandertalaca", kaže Rogers, "teško je vjerovati da su ostavili tako bogat zapis o fosilima."
Pa ipak, to su genetski dokazi na koje se obraćaju Rogers i njegovi kolege tvrdeći da je bilo više neandertalaca, nekoliko desetaka tisuća. Rad znanstvenika objavljen je u Proceedings of the National Academy of Sciences prošlog mjeseca.
Ključ ovog novog nalaza leži u prijedlogu istraživača da su neandertalci imali mnogo raznovrsniji genski fond, ali da su bili podijeljeni u male, izolirane inbred skupine genetski sličnih jedinki. Takva fragmentacija izobličila bi ranije genetske nalaze: dosadašnje procjene ukazale bi na lokalno stanovništvo i njihovu regionalnu povijest, ne ostavljajući široku sliku.
Rogers je odlučio nadoknaditi taj jaz prilagodbom i proširivanjem modela miješanja stanovništva koji su koristili drugi istraživači. Umjesto analize genoma jedne osobe, on i njegov tim usporedili su genetske varijante uobičajene za moderne Afričane, moderne Euroazijce, neandertalce i Denisovance. Rana verzija ovog modela razvijena je za procjenu snažnog ukrštanja suvremenih ljudi i neandertalaca. Rogersova glavna inovacija bila je dodati Denisovans ovoj smjesi i značajno povećati popis mogućih kombinacija i preplitanja populacije. I pomoglo mu je da odgovori na pitanja koja nadilaze križanje o veličini populacije i drugim pitanjima.
Povećanje genetske raznolikosti koje su utvrdili Rogers i njegovi kolege odgovara otprilike desetostrukom porastu efektivne veličine populacije. Iako se ne može znati koliko više neandertalskih pojedinaca može ispasti iz ovog broja, procjene fosila morat će se ozbiljno preispitati.
„Studija pruža DNK dokaze za ono što smo vidjeli u arheološkim zapisima“, kaže Joshua Aki, evolucijski biolog sa Sveučilišta Princeton.
Iz Afrike - dva puta
Radeći s genetskim sekvencama i njihovim revidiranim modelom, znanstvenici su stekli novi uvid u to kako su se neandertalci, Denisovani i moderni ljudi periodično razvijali, smanjivali, dijelili i stapali kroz povijest. "Želimo izgraditi dobro obiteljsko stablo tako da možemo ispričati točne priče o povezanosti dviju skupina", kaže Stephen Churchill, antropolog sa Sveučilišta Duke. "Ali jasno je da je ta veza mnogo složenija."
Prije otprilike 750 000 godina, rekao je Rogers, prethodnici neandertalaca i Denisovanaca ostavili su pretke modernih ljudi u Africi da se presele na golemi teritorij Euroazije. Samo to ih je gotovo uništilo; genetski dokazi upućuju na to da je populacija prošla kroz teška ispitivanja koja istraživanja dosad nisu identificirala. Što god prouzročilo ovu katastrofu, stari su je preživjeli i samo nekoliko tisuća godina kasnije - prije 744.000 godina - podijelili su se u dva odvojena roda, neandertalce i Denisovance. Bivši se tada podijelili u manje regionalne skupine koje su očarale Rogersa.
Datiranje tog raskola između neandertalaca i Denisovanaca samo po sebi iznenađuje, jer su to pokazale kasnije prijašnje studije: na primjer, u studiji iz 2016. godine, rascjep je identificiran kao događaj koji se dogodio prije 450 000 godina. Rano razdvajanje znači da moramo pronaći još više fosila iz obje skupine. Morat ćete i revidirati već pronađene fosile. Uzmimo za primjer kosti mozga hominida vrste Homo heidelbergensis koji su živjeli u Europi i Aziji prije oko 600 000 godina. Paleoantropolozi se ne mogu složiti s onim odnosom prema drugim skupinama ljudi; neki vjeruju da su bili preci i modernih ljudi i neandertalaca, drugi da su ne-drevne vrste zamijenjeni neandertalcima koji su lutali Europom.
Rogersovi nalazi pokazuju da je H. heidelbergensis morao biti rani neandertalac. "Postavili smo vrijeme razdvajanja tako rano da je europski hominid prije 600.000 godina gotovo sigurno bio neandertalac", kaže on, "barem genetski, čak i ako uopće nije izgledao kao neandertalac."
Bilo kako bilo, ova nova rekonstrukcija složene rane povijesti neandertalaca vrlo je slična onome što smo saznali o populaciji anatomski modernih ljudi koji su se prvi proširili na Europu i Aziju. Prije otprilike 50 000 godina Euroazijci su se odvojili od Afrikanaca, prošli kroz teško razdoblje u kojem je njihovo stanovništvo bilo vrlo malo, a zatim su se podijelili na regionalno stanovništvo u cijeloj Euroaziji - takozvanu neafričku teoriju o migraciji ljudi. "Izgleda da se ista stvar dogodila prije 600.000 ili 700.000 godina", kaže Neandertalci i Denisovani, kaže Rogers. "Postojala je još jedna neafrička dijaspora za koju nitko ranije nije sumnjao."
Nije loše
Nije tajna da su neandertalci loše radili: ledena doba kroz koja su prošli i usitnjenost njihovog stanovništva nisu mogli održati održivi društveni ili tehnološki rast. "Ali jedna je zabluda ta da je napredak način na koji mislimo da su suvremeni ljudi bolji, a neandertalci gori", kaže Hawkes. „Kad su bili u pitanju lov i oslanjanje na visokoenergetske prehrambene resurse u marginaliziranim sredinama, neandertalci su bili nitko drugi. Riješili su probleme s kojima se danas uopće ne susrećemo. Kako su živjeli s tako niskom gustoćom naseljenosti stotinama tisuća godina? Nikad to nismo razumjeli."
Prije nego što se upustio u svoja istraživanja, Rogers je vjerovao da su neandertalci na rubu izumiranja kada su moderni ljudi ušli na njihov teritorij, da je njihova populacija već iscrpljena i prepuna genetskih bolesti. Tako više ne misli.
Razumijevanje prave strukture neandertalca može pomoći znanstvenicima da dublje uđu u dinamiku tih drevnih ljudi i njihovu interakciju s nama. Na primjer, pitam se je li bilo nekih osobina prilikom križanja ljudi i neandertalaca. Jesmo li uključili jednaku količinu DNK majke i oca neandertalca ili je došlo do pomaka?
Rogersov rad i povezana istraživanja drugih skupina mogu biti moćan naglasak i za modernu genetiku. Njihov se analitički model može primijeniti na pse i konje - doista na bilo koju vrstu koja ima strukturiranu reprodukciju u svojim populacijama, a ne slučajnim protokom gena. Geni neandertalaca možda su povezani s povećanim rizikom od depresije, dijabetesa, srčanih bolesti i drugih poremećaja, a to ostaje da se vidi.
Ilya Khel