Nieuwe ontdekkingen onthullen eeuwenoude banden tussen Neanderthalers en Neanderthalers

Geneticus Joshua Ackie zegt dat moderne mensen en Neanderthalers 200.000 jaar lang met elkaar hebben samengewerkt.

Nieuw genetisch onderzoek onthult wijdverbreide kruisingen en langdurige interacties tussen Neanderthalers, Denisovans en moderne mensen, wat een meer geïntegreerde geschiedenis suggereert dan eerder werd begrepen en theorieën over de assimilatie van Neanderthalers in moderne menselijke populaties ondersteunt.

Sinds de ontdekking van de eerste Neanderthaler-botten in 1856 is de nieuwsgierigheid naar deze oude mensen toegenomen. Wat maakt hen anders dan wij? Hoe vergelijkbaar zijn ze met ons? Konden onze voorouders met hen overweg? Of waren ze tegen hen aan het vechten? Of hielden ze van hen? De recente ontdekking van een groep genaamd de Denisova, een Neanderthaler-achtige groep die Azië en Zuid-Azië bewoonde, heeft nog een reeks vragen toegevoegd.

Nu voegt een internationaal team van genetici en kunstmatige intelligentie-experts geheel nieuwe hoofdstukken toe aan onze gedeelde menselijke geschiedenis. Onder leiding van Joshua Ackie, professor aan het Lewis Siegler Institute for Integrative Genomics aan de Universiteit van Princeton, hebben onderzoekers een geschiedenis van vermenging en genetische uitwisseling ontdekt die wijst op een intiemer verband tussen deze vroege menselijke groepen dan eerder werd gedacht.

“Dit is de eerste keer dat genetici meerdere golven moderne mensen hebben geïdentificeerd met Neanderthalers”, zegt Liming Li, professor aan de afdeling Medische Genetica en Ontwikkelingsbiologie aan de Southeast University in Nanjing, China, die dit werk als onderzoeksmedewerker uitvoerde. in het Aki-laboratorium”.

“We weten nu dat we gedurende het overgrote deel van de menselijke geschiedenis een geschiedenis van contact hebben gehad tussen moderne mensen en Neanderthalers,” zei Ake. De mensachtigen die onze meest directe voorouders zijn, scheidden zich ongeveer 600.000 jaar geleden af ​​van de Neanderthaler-stamboom en ontwikkelden vervolgens ongeveer 250.000 jaar geleden onze moderne fysieke kenmerken.

Continue interactie gedurende duizenden jaren

“Vanaf dat moment tot aan de verdwijning van de Neanderthalers – ongeveer 200.000 jaar geleden – hadden moderne mensen interactie met Neanderthalergroepen,” zei hij.

De resultaten van hun werk verschijnen in het huidige nummer van het tijdschrift Wetenschappen.

Ooit gezien als traag en dom, worden Neanderthalers nu gezien als ervaren jagers en gereedschapsmakers die de verwondingen van anderen behandelden met geavanceerde technieken en goed aangepast waren om te gedijen in het koude Europese weer.

(Opmerking: al deze groepen mensachtigen zijn mensen, maar om te voorkomen dat je ‘Neanderthalers’, ‘Denisova’s’ en ‘eerdere versies van onze soort’ zegt, gebruiken de meeste archeologen en antropologen de afkortingen ‘Neanderthalers’, ‘Hominis Denisova’ en moderne mensen).

Met behulp van de genomen van 2.000 levende mensen plus drie Neanderthalers en één Denisovan hebben Aki en zijn team de genenstroom tussen mensachtigengroepen gedurende de afgelopen kwart miljoen jaar in kaart gebracht. De onderzoekers gebruikten een genetisch hulpmiddel dat ze hadden ontworpen Een paar jaar Er was een programma genaamd IBDmix, dat machine learning-technieken gebruikte om het genoom te decoderen. Eerdere onderzoekers vertrouwden op het vergelijken van menselijke genomen met een ‘referentiegroep’ van moderne mensen waarvan wordt aangenomen dat ze weinig of geen Neanderthaler- of Denisovan-genen hebben. DNA.

Het team van Aki heeft aangetoond dat zelfs deze groepen, die duizenden kilometers ten zuiden van de Neanderthaler-grotten leven, sporen van Neanderthaler-DNA hebben, dat reizigers (of hun nakomelingen) mogelijk naar het zuiden hebben meegenomen. Met behulp van IBDmix identificeerde het Akey-team een ​​eerste golf van contact ongeveer 200-250 duizend jaar geleden, een andere golf 100-120 duizend jaar geleden, en de grootste golf ongeveer 50-60 duizend jaar geleden.

Herziening van modellen van menselijke migratie

Dit staat in schril contrast met eerdere genetische gegevens. “Tot nu toe suggereren de meeste genetische gegevens dat de moderne mens 250.000 jaar geleden in Afrika is geëvolueerd, daar nog eens 200.000 jaar heeft verbleven en vervolgens in 1950 naar Afrika is verhuisd. Dan “Oude mensen besloten 50.000 jaar geleden om zich vanuit Afrika te verspreiden en zich over de rest van de wereld te verspreiden”, zegt Ake.

“Onze modellen lieten zien dat er geen lange periode van stilstand was, maar kort nadat de moderne mens verscheen, begonnen we ook vanuit Afrika naar Afrika te migreren”, zei hij. “Voor mij gaat dit verhaal over verspreiding, waarbij moderne mensen zich voortbewogen en veel meer Neanderthalers en Denisovans tegenkwamen dan we ons eerder hadden gerealiseerd.”

Deze visie op de mobiele mensheid komt overeen met oud archeologisch en antropologisch onderzoek dat wijst op culturele uitwisseling en gereedschapsuitwisseling tussen groepen mensachtigen.

Het belangrijkste idee van Lee en Akey was om te zoeken naar modern menselijk DNA in de genomen van de Neanderthalers, in plaats van andersom. “De overgrote meerderheid van het genetische onderzoek van de afgelopen tien jaar heeft zich geconcentreerd op de manier waarop paring met Neanderthalers het moderne menselijke fenotype en onze evolutionaire geschiedenis heeft beïnvloed – maar deze vragen zijn ook omgekeerd relevant en interessant”, zegt Aki.

Ze realiseerden zich dat de nakomelingen van die eerste golven van kruisingen tussen Neanderthalers en moderne mensen bij de Neanderthalers moeten zijn gebleven en dus geen spoor achterlieten onder levende mensen. “Omdat we nu de Neanderthalercomponent in onze genetische studies kunnen opnemen, zien we deze vroege verspreiding op manieren die we voorheen niet konden zien”, zegt Aki. Het laatste stukje van de puzzel was de ontdekking dat de Neanderthalerpopulatie kleiner was dan eerder werd gedacht.

Bij genetische modellen wordt traditioneel variantie gebruikt als maatstaf voor de populatieomvang. Hoe diverser de genen, hoe groter de populatie. Maar met behulp van IBDmix toonde het team van Aki aan dat een groot deel van deze fenotypische diversiteit voortkwam uit DNA-sequenties afkomstig van moderne mensen, waarvan de populaties veel groter waren.

Als gevolg hiervan werd de werkelijke populatie Neanderthalers teruggebracht van ongeveer 3.400 individuen die zich konden voortplanten tot ongeveer 2.400 individuen.

Over het geheel genomen schetsen de nieuwe bevindingen een beeld van hoe de Neanderthalers ongeveer 30.000 jaar geleden uit het archief verdwenen.

“Ik zeg niet graag ‘uitsterven’, omdat ik denk dat de Neanderthalers vrijwel uitgestorven waren”, zegt Aki. Zijn idee is dat het aantal Neanderthalers langzaam afnam totdat de laatste overlevenden zich integreerden in moderne menselijke samenlevingen.

Fred Smith, hoogleraar antropologie aan de Illinois State University, was de eerste die dit ‘assimilatiemodel’ in 1989 formuleerde. ‘Onze resultaten leveren sterke genetische gegevens op die consistent zijn met de hypothese van Fred, en ik denk dat dat heel interessant is’, zegt Akey.

“De Neanderthalers stonden op de rand van uitsterven, en waarschijnlijk al heel lang. Als we hun aantal met 10 of 20 procent verminderen, wat onze schattingen zijn, zou dat een aanzienlijke vermindering van de toch al kwetsbare bevolking betekenen”, zei hij. .

“Moderne mensen waren eigenlijk als golven die op het strand breken en het strand langzaam maar zeker eroderen. Uiteindelijk hebben we de Neanderthalers demografisch ingehaald en geïntegreerd in de moderne menselijke bevolking.”

Referentie: “Herhaalde genenstroom tussen Neanderthalers en moderne mensen in de afgelopen 200.000 jaar” door Liming Li, Troy J. Comey, Robert F. Berman en Joshua M. Akey, 12 juli 2024, Wetenschappen.
DOI: 10.1126/science.adi1768

Dit onderzoek is eerder ondersteund Nationale gezondheidsinstituten (Verleen R01GM110068 aan JMA).