Вчені десятиліттями вивчали неандертальців, щоб з’ясувати, яке місце вони в історії людства. Ці ранні предки сучасних людей населяли Європу та частину Азії протягом сотень тисяч років. Хоча їхні фізичні, поведінкові та генетичні характеристики були добре встановлені за допомогою скам’янілостей та артефактів, все ще існують суперечки щодо їхньої еволюційної історії. Колись вважалося, що неандертальці еволюціонували повільно без серйозних змін. Нові генетичні та викопні дослідження кидають сумнів цій ідеї. Вчені виявили значні зміни в різноманітності неандертальців, що свідчить про те, що їх еволюцію сформувала велика подія. Це відкриття змінює те, як дослідники розуміють їх походження, і ставить нові питання щодо їх розвитку.
Поява неандертальців
Неандертальці вперше з’явилися близько 250 000 років тому. Вони еволюціонували від ранніх європейських популяцій, які називаються «донеандертальцями», які населяли континент між 500 000 і 250 000 років тому. Ці донеандертальці є вирішальною ланкою в розумінні того, як розвивався вид. Довгий час дослідники припускали, що неандертальці зазнали незначних змін під час своєї еволюції. Записи скам’янілостей свідчать про поступову трансформацію, а не про раптовий зсув. Однак нещодавні дослідження показують, що їхня історія включала серйозні порушення, включаючи різке скорочення генетичного різноманіття.
Генетичне вузьке місце у неандертальців
Вчені, які вивчають ДНК неандертальців, знайшли докази значної генетичної втрати. Ця подія, відома як «вузьке місце», виникає, коли популяція відчуває серйозне зниження чисельності, що призводить до зменшення генетичної варіації. Для неандертальців цей занепад відбувся приблизно 110 000 років тому. Це відкриття змінює погляди вчених на еволюцію неандертальців. Генетична втрата свідчить про те, що вони боролися за виживання, можливо, через зміни клімату, екологічні проблеми чи інші невідомі причини. Їхня популяція скоротилася, і лише невелика група внесла свій внесок у пізнішу неандертальську лінію.
Вивчення різноманіття неандертальців
Багато дослідників раніше припускали, що інше вузьке місце виникло набагато раніше, на самому початку роду неандертальців. Вони вважали, що ранні неандертальці мали меншу генетичну різноманітність, ніж їхні донеандертальські предки. Однак палеогенетичні дані ще не підтвердили цю думку. Основною проблемою є відсутність давньої ДНК, достатньої для підтвердження цієї події. Без цього вчені використовують інші методи, щоб перевірити, чи відбулося раннє генетичне вузьке місце. Ця прогалина в даних підштовхнула пошук альтернативних способів вивчення різноманіття неандертальців.
Виявлення еволюційних закономірностей
Щоб подолати обмеження досліджень ДНК, дослідники звернулися до морфології копалин. Дослідженням керували Алессандро Урчіуолі та Мерседес Конде-Вальверде, експерти з еволюції людини. Урчіуолі є постдокторським дослідником Цюріхського університету. Команда проаналізувала будову внутрішнього вуха неандертальців. Зокрема, вони вивчали напівкруглі канали, які відіграють ключову роль у балансі та русі. Форма та відмінності в цих структурах допомагають показати генетичну різноманітність. Оскільки фізичні риси часто відповідають генетичному різноманіттю, цей метод допомагає вивчати еволюцію за відсутності ДНК.
Генетичне різноманіття ранніх неандертальців
Експерти дослідили два ключових місця викопних решток. Сіма-де-лос-Уесос в Іспанії, якій 430 000 років, має найбільшу колекцію донеандертальців. Крапіна в Хорватії, якій 130 000-120 000 років, зберігає найповніші скам’янілості раннього неандертальця. Дослідники підтвердили значне зменшення різноманітності неандертальців. У класичних неандертальців напівкруглі канали відрізнялися набагато менше, ніж у донеандертальців і ранніх неандертальців. Результати дослідження підтверджують попередні генетичні дослідження, які свідчать про вузьке місце популяції.
«Включивши скам’янілості з широкого географічного та часового діапазону, ми змогли скласти всебічну картину еволюції неандертальців», — зазначив Конде-Вальверде. «Зменшення різноманітності, яке спостерігалося між крапинським зразком і класичними неандертальцями, є особливо вражаючим і очевидним, що є переконливим доказом події вузького місця».
Це означає, що класичні неандертальці, ймовірно, походять від меншої, більш ізольованої популяції. Зменшення їх різноманітності свідчить про те, що багато генетичних і фізичних ознак з часом стали більш однорідними.
Переосмислення походження неандертальців
Дослідження підтвердило пізніше вузьке місце, але поставило під сумнів, чи неандертальці починали з низької різноманітності. Якби перше вузьке місце сталося, донеандертальці мали б меншу різноманітність, ніж ранні неандертальці. Натомість вчені виявили протилежне.
«Ми були здивовані, виявивши, що донеандертальці з Сіма-де-лос-Уесос демонстрували рівень морфологічної різноманітності, подібний до рівня ранніх неандертальців з Крапіни. Це ставить під сумнів поширене припущення про вузьке місце на витоку неандертальського походження», — зазначив Урчіуолі.
Дослідження показує, що еволюція неандертальців була складнішою, ніж вважалося раніше. Замість різкого скорочення на початку їх походження, рання історія неандертальців могла включати стабільну та різноманітну популяцію. Висновки викликають нові запитання. Якщо ранні неандертальці були різноманітними, що спричинило їх занепад? Клімат, міграція чи конкуренція зіграли свою роль? Подальші дослідження можуть знайти відповіді. Дослідження опубліковано в Nature Communications.