Neue Entdeckungen enthüllen alte Verbindungen zwischen Neandertalern und Neandertalern

Ein internationales Team unter der Leitung von Josh Ackie von der Princeton University und Liming Li von der Southeastern University berichtet, dass sich moderne Menschen seit mehr als 200.000 Jahren mit Neandertalern kreuzen. Ake und Lee identifizierten eine erste Kontaktwelle vor etwa 200.000 bis 250.000 Jahren, eine weitere Welle vor 100.000 bis 120.000 Jahren und die größte Welle vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren. Sie verwendeten ein genetisches Tool namens IBDmix, das künstliche Intelligenz anstelle einer Referenzgruppe lebender Menschen nutzt, um 2.000 lebende Menschen, drei Neandertaler und einen Denisova-Menschen zu analysieren. Urheberrecht: Matilda Locke, Princeton University

Der Genetiker Joshua Ackie sagt, moderne Menschen und Neandertaler hätten 200.000 Jahre lang interagiert.

Neue genetische Forschungen zeigen weit verbreitete Kreuzungen und langfristige Interaktionen zwischen Neandertalern, Denisovanern und modernen Menschen, was auf eine stärker integrierte Geschichte als bisher angenommen hindeutet und Theorien über die Integration der Neandertaler in moderne menschliche Populationen stützt.

Seit der Entdeckung der ersten Neandertalerknochen im Jahr 1856 ist die Neugier auf diese Urmenschen gewachsen. Was unterscheidet sie von uns? Wie ähnlich sind sie uns? Haben sich unsere Vorfahren mit ihnen verstanden? Oder kämpften sie gegen sie? Oder liebten sie sie? Die jüngste Entdeckung einer Gruppe namens Denisova, einer Neandertaler-ähnlichen Gruppe, die in Asien und Südasien lebte, hat eine Reihe weiterer Fragen aufgeworfen.

Jetzt fügt ein internationales Team aus Genetikern und Experten für künstliche Intelligenz unserer gemeinsamen Menschheitsgeschichte völlig neue Kapitel hinzu. Unter der Leitung von Joshua Ackie, einem Professor am Lewis Siegler Institute for Integrative Genomics an der Princeton University, haben Forscher eine Geschichte der Vermischung und des genetischen Austauschs entdeckt, die auf eine engere Verbindung zwischen diesen frühen menschlichen Gruppen schließen lässt als bisher angenommen.

„Dies ist das erste Mal, dass Genetiker mehrere Wellen moderner Menschen mit Neandertalern identifiziert haben“, sagte Liming Li, Professor in der Abteilung für Medizinische Genetik und Entwicklungsbiologie an der Southeast University in Nanjing, China, der diese Arbeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter durchführte im Aki-Labor.

„Wir wissen jetzt, dass wir den größten Teil der Menschheitsgeschichte einen Kontakt zwischen modernen Menschen und Neandertalern hatten“, sagte Ake. Die Homininen, die unsere direktesten Vorfahren sind, trennten sich vor etwa 600.000 Jahren vom Stammbaum der Neandertaler und entwickelten dann vor etwa 250.000 Jahren unsere modernen körperlichen Eigenschaften.

Kontinuierliche Interaktion über Jahrtausende

„Von da an bis zum Verschwinden der Neandertaler – vor etwa 200.000 Jahren – interagierten moderne Menschen mit Neandertalergruppen“, sagte er.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit erscheinen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Wissenschaften.

Neandertaler, die einst als langsam und dumm galten, gelten heute als geschickte Jäger und Werkzeugmacher, die die Verletzungen anderer Menschen mit ausgefeilten Techniken behandelten und gut an das kalte europäische Wetter angepasst waren.

(Anmerkung: Alle diese Gruppen von Homininen sind Menschen, aber um zu vermeiden, „Neandertaler“, „Denisovas“ und „frühere Versionen unserer Spezies“ zu sagen, verwenden die meisten Archäologen und Anthropologen die Abkürzungen „Neandertaler“, „Hominis Denisovas“ und moderne Menschen).

Anhand der Genome von 2.000 lebenden Menschen sowie drei Neandertalern und einem Denisova-Menschen kartierten Aki und sein Team den Genfluss zwischen Hominin-Gruppen im Laufe der letzten Viertelmillion Jahre. Die Forscher verwendeten ein von ihnen entwickeltes genetisches Werkzeug Ein paar Jahren Es gab ein Programm namens IBDmix, das Techniken des maschinellen Lernens nutzte, um das Genom zu entschlüsseln. Frühere Forscher verließen sich darauf, menschliche Genome mit einer „Referenzgruppe“ moderner Menschen zu vergleichen, von denen angenommen wird, dass sie nur wenige oder keine Neandertaler- oder Denisova-Gene haben. DNA.

Akis Team hat gezeigt, dass selbst diese Gruppen, die Tausende von Kilometern südlich der Neandertaler-Höhlen leben, Spuren von Neandertaler-DNA besitzen, die Reisende (oder ihre Nachkommen) möglicherweise nach Süden gebracht haben. Mithilfe von IBDmix identifizierte das Akey-Team eine erste Kontaktwelle vor etwa 200.000 bis 250.000 Jahren, eine weitere Welle vor 100.000 bis 120.000 Jahren und die größte Welle vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren.

Überprüfung von Modellen menschlicher Migration

Dies steht in krassem Gegensatz zu früheren genetischen Daten. „Bisher deuten die meisten genetischen Daten darauf hin, dass sich der moderne Mensch vor 250.000 Jahren in Afrika entwickelte, dort weitere 200.000 Jahre blieb und dann 1950 nach Afrika zog. Dann „Die alten Menschen beschlossen vor 50.000 Jahren, sich von Afrika aus in den Rest der Welt auszubreiten“, sagte Ake.

„Unsere Modelle zeigten, dass es keine lange Phase des Stillstands gab, aber kurz nach dem Erscheinen des modernen Menschen begannen wir mit der Migration aus Afrika und zurück nach Afrika“, sagte er. „Für mich geht es in dieser Geschichte um die Ausbreitung, bei der moderne Menschen umherzogen und viel mehr Neandertalern und Denisovanern begegneten, als uns bisher bewusst war.“

Diese Vision der mobilen Menschheit steht im Einklang mit alten archäologischen und anthropologischen Forschungen, die auf einen kulturellen Austausch und Werkzeugaustausch zwischen Hominin-Gruppen hinweisen.

Die Hauptidee von Lee und Akey bestand darin, in Neandertaler-Genomen nach moderner menschlicher DNA zu suchen und nicht umgekehrt. „Der überwiegende Teil der genetischen Arbeit im letzten Jahrzehnt konzentrierte sich darauf, wie sich die Paarung mit Neandertalern auf den Phänotyp des modernen Menschen und unsere Evolutionsgeschichte auswirkte – aber diese Fragen sind auch umgekehrt relevant und interessant“, sagt Aki.

Sie erkannten, dass die Nachkommen dieser ersten Kreuzungswellen zwischen Neandertalern und modernen Menschen bei den Neandertalern geblieben sein mussten und daher keine Spuren unter lebenden Menschen hinterlassen hatten. „Da wir nun die Neandertaler-Komponente in unsere genetischen Studien einbeziehen können, beobachten wir diese frühen Ausbreitungen auf eine Weise, die wir vorher nicht sehen konnten“, sagt Aki. Das letzte Puzzleteil war die Entdeckung, dass die Neandertaler-Population kleiner war als bisher angenommen.

Genetische Modellierung verwendet traditionell die Varianz als Maß für die Populationsgröße. Je vielfältiger die Gene sind, desto größer ist die Population. Mithilfe von IBDmix zeigte Akis Team jedoch, dass ein Großteil dieser phänotypischen Vielfalt von DNA-Sequenzen stammt, die modernen Menschen entnommen wurden, deren Populationen viel größer waren.

Dadurch verringerte sich die tatsächliche Population der Neandertaler von etwa 3.400 fortpflanzungsfähigen Individuen auf etwa 2.400 Individuen.

Insgesamt zeichnen die neuen Erkenntnisse ein Bild davon, wie Neandertaler vor etwa 30.000 Jahren aus der Akte verschwanden.

„Ich sage nicht gern ‚Aussterben‘, weil ich denke, dass die Neandertaler so gut wie ausgestorben waren“, sagt Aki. Seiner Ansicht nach nahm die Zahl der Neandertaler langsam ab, bis sich die letzten Überlebenden in die modernen menschlichen Gesellschaften integrierten.

Fred Smith, Professor für Anthropologie an der Illinois State University, war 1989 der Erste, der dieses „Assimilationsmodell“ formulierte. „Unsere Ergebnisse liefern starke genetische Daten, die mit Freds Hypothese übereinstimmen, und ich finde das wirklich interessant“, sagt Akey.

„Neandertaler standen am Rande des Aussterbens, und das wahrscheinlich schon seit sehr langer Zeit. Wenn wir ihre Zahl um 10 oder 20 Prozent reduzieren, was unseren Schätzungen entspricht, würde das eine deutliche Reduzierung der ohnehin gefährdeten Population bedeuten“, sagte er .

„Moderne Menschen waren im Grunde wie Wellen, die sich am Strand brachen und den Strand langsam aber sicher erodierten. Schließlich haben wir die Neandertaler demografisch überholt und sie in die moderne menschliche Bevölkerung integriert.“

Referenz: „Wiederholter Genfluss zwischen Neandertalern und modernen Menschen in den letzten 200.000 Jahren“ von Liming Li, Troy J. Comey, Robert F. Berman und Joshua M. Akey, 12. Juli 2024, Wissenschaften.
DOI: 10.1126/science.adi1768

Diese Forschung wurde bereits zuvor unterstützt Nationales Gesundheitsinstitut (Grant R01GM110068 an JMA).