Neanderthal. Berapa banyak yang ada? Ahli arkeologi dan ahli genetik memberikan jawapan yang berbeza. Penyelidikan baru ini akan membantu mereka mencapai kata sepakat dan menjelaskan sejarah yang dilupakan orang-orang kuno ini. Termasuk kepupusan awal. Pada tahun 1856, tiga tahun sebelum Charles Darwin's On the Origin of Species diterbitkan, sekumpulan penambang menemui fosil manusia di sebuah gua batu kapur di Lembah Neander di utara Jerman - yang kemudian disebut Neanderthal 1, petunjuk pertama spesies manusia kuno yang lain. Sejak itu, kami telah berusaha memahami sebanyak mungkin mengenai nenek moyang misteri kami. Untuk melakukan ini, para pakar mengumpulkan dua bukti utama: beratus-ratus tulang dan alat batu yang dijumpai tersebar dari Sepanyol dan Inggeris ke Pergunungan Altai, dan data dan kesimpulan yang sangat baru diambil dari model statistik.
Walau bagaimanapun, pendekatan ini telah melukis gambaran yang sangat berbeza mengenai bagaimana seharusnya populasi Neanderthal. Bukti arkeologi menunjukkan bahawa kira-kira 150,000 individu meliputi Eropah dan Asia, tinggal dalam kumpulan kecil 15-25, dan jumlah mereka sangat berbeza dengan perubahan iklim (termasuk zaman es yang teruk), yang berlaku dalam selang setengah juta tahun - sehingga kepupusan Neanderthal 40,000 tahun yang lalu.
Penjujukan genetik menceritakan kisah yang berbeza. Sebilangan anggaran berdasarkan gen menentukan populasi Neanderthal hanya 1.000; yang lain menetapkan beberapa ribu paling banyak. Terdapat beberapa hipotesis yang dapat menjelaskan hasilnya: sama ada penduduknya sangat kecil, bahkan pada puncaknya, atau lebih besar tetapi menurun dari masa ke masa. Bagaimanapun, Neanderthal selalu merosot; kehilangan mereka nampaknya telah diramalkan sejak awal.
"Fakta bahawa kedua-dua jenis anggaran ini tidak sepadan adalah masalah yang belum dapat ditangani," kata John Hawkes, ahli paleoanthropologi di University of Wisconsin-Madison.
Namun, kini para penyelidik yang diketuai oleh Alan Rogers, seorang antropologi dan genetik populasi di University of Utah, telah mencadangkan model genetik baru yang dapat mendamaikan perbezaan ini. Dia percaya bahawa Neanderthal jauh lebih banyak daripada yang ditunjukkan oleh kajian genetik sebelumnya, dan membawanya ke bawah artifak dan fosil yang jelas yang menyokong ini. Ini juga mengisi sejarah evolusi Neanderthal sejak pertama kali berpisah dari nenek moyang kita di Afrika dan ketika mereka mula bertemu dengan manusia moden. Dalam banyak cara, Neanderthal jauh lebih berjaya sebagai spesies - dan lebih seperti kita - daripada yang biasa kita fikirkan.
Bertentangan dengan kata sepakat
Dalam genetik populasi, ukuran populasi yang berkesan bukanlah ukuran langsung dari jumlah orang yang hidup pada waktu tertentu. Ini adalah ukuran kepelbagaian genetik. Pakar mengimbas DNA individu sepanjang sejarah, mencari perbezaan urutan DNA antara dua salinan genomnya. Pada hakikatnya, mereka mengira berapa generasi saudara yang memisahkan salinan gen ibu dari salinan ayah. Sekiranya populasi kecil, mereka berharap dapat menemui nenek moyang yang sama dengan cepat; jika besar, ia memerlukan lebih banyak masa. "Sungguh mengagumkan berapa banyak maklumat yang dapat dipelajari dari seorang individu," kata Rogers.
Video promosi:
Para saintis telah lama memerhatikan bahawa Neanderthal mempunyai tahap kepelbagaian genetik yang rendah. Pada orang Afrika moden, kira-kira 11 dari setiap 10,000 nukleotida adalah heterozigot, iaitu, mereka berbeza antara dua salinan kromosom. Pada orang bukan Afrika, hanya 8 dari setiap 10,000 menunjukkan tingkah laku ini. Angka itu turun menjadi 2 dalam 10.000 untuk Neanderthal dan Denisovans, yang hanya dikenal pasti oleh sains dalam satu dekad yang lalu. "Teori genetik populasi memberitahu kita bahawa ini mesti bermaksud ukuran populasi yang kecil" pada orang kuno ini, kata Montgomery Slatkin, seorang ahli biologi di University of California, Berkeley, yang tidak yakin dengan penemuan Rogers. Ini bermaksud bahawa populasi itu bertujuan untuk sejumlah 2000-3000 individu.
"Tetapi jika hanya ada 1.000 orang Neanderthal di dunia," kata Rogers, "sukar untuk mempercayai mereka meninggalkan catatan fosil yang kaya."
Namun itu adalah bukti genetik yang Rogers dan rakannya kunjungi, dengan menyatakan bahawa terdapat lebih banyak Neanderthal, puluhan ribu. Karya saintis itu diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Nasional bulan lalu.
Kunci untuk penemuan baru ini terletak pada cadangan penyelidik bahawa Neanderthal mempunyai kumpulan gen yang jauh lebih beragam, tetapi mereka dibahagikan kepada kumpulan kecil individu yang genetik secara genetik yang terpencil. Fragmentasi semacam itu akan memutarbelitkan penemuan genetik sebelumnya: anggaran masa lalu akan menunjukkan populasi tempatan dan sejarah wilayah mereka, meninggalkan gambaran besar.
Rogers memutuskan untuk mengatasi jurang ini dengan menyesuaikan dan memperluas model pencampuran populasi yang telah digunakan oleh penyelidik lain. Daripada menganalisis genom satu orang, dia dan pasukannya membandingkan varian genetik yang biasa dengan orang Afrika moden, orang Eropah moden, Neanderthal, dan Denisovans. Versi awal model ini dikembangkan untuk menilai seberapa kuat manusia dan Neanderthal moden disilangkan. Inovasi utama Rogers adalah untuk menambahkan Denisovans ke dalam campuran ini dan secara signifikan meningkatkan senarai kemungkinan kombinasi dan jalinan populasi. Dan itu membantunya menjawab soalan-soalan yang jauh lebih banyak daripada masalah silang mengenai jumlah penduduk dan masalah lain.
Peningkatan kepelbagaian genetik yang ditemui oleh Rogers dan rakan sepadan dengan peningkatan kira-kira sepuluh kali ganda dalam ukuran populasi yang berkesan. Walaupun tidak ada cara untuk mengetahui berapa banyak lagi individu Neanderthal yang boleh kehilangan jumlah ini, anggaran fosil harus disemak secara serius.
"Kajian ini memberikan bukti DNA untuk apa yang telah kita lihat dalam catatan arkeologi," kata Joshua Aki, ahli biologi evolusi di Princeton University.
Dari Afrika - dua kali
Dengan bekerja dengan urutan genetik dan modelnya yang disemak semula, para saintis telah memperoleh wawasan baru tentang bagaimana Neanderthal, Denisovans, dan manusia moden tumbuh, menyusut, berpecah, dan bergabung secara berkala sepanjang sejarah. "Kami ingin membina pohon keluarga yang baik sehingga kami dapat menceritakan kisah yang tepat tentang bagaimana kedua-dua kumpulan itu berkaitan," kata Stephen Churchill, seorang antropologi di Duke University. "Tetapi jelas bahawa hubungan ini jauh lebih rumit."
Kira-kira 750,000 tahun yang lalu, kata Rogers, pendahulu Neanderthal dan Denisovans meninggalkan nenek moyang manusia moden di Afrika untuk berpindah ke wilayah luas Eurasia. Ini sahaja menghancurkan mereka; bukti genetik menunjukkan bahawa populasi telah melalui ujian berat yang belum dikenal pasti oleh penyelidikan. Apa pun yang menyebabkan malapetaka ini, orang-orang kuno selamat dari itu dan hanya beberapa ribu tahun kemudian - 744,000 tahun yang lalu - mereka berpecah menjadi dua keturunan yang terpisah, Neanderthal dan Denisovans. Yang pertama kemudian berpecah menjadi kumpulan wilayah yang lebih kecil yang memikat Rogers.
Tarikh perpecahan antara Neanderthal dan Denisovans sangat mengejutkan, kerana kajian sebelumnya mengatakannya kemudian: dalam kajian 2016, misalnya, perpecahan itu dikenal pasti sebagai peristiwa yang berlaku 450.000 tahun yang lalu. Pemisahan awal bermaksud kita perlu mencari lebih banyak fosil dari kedua-dua kumpulan. Anda juga perlu menyemak semula fosil yang telah dijumpai. Contohnya, ambil tulang otak dari hominid spesies Homo heidelbergensis yang hidup di Eropah dan Asia sekitar 600,000 tahun yang lalu. Ahli paleoanthropologi tidak dapat bersetuju dengan bagaimana dia berhubungan dengan kumpulan orang lain; ada yang percaya bahawa mereka adalah nenek moyang manusia moden dan Neanderthal, yang lain adalah spesies bukan kuno yang digantikan oleh Neanderthal yang berkeliaran di Eropah.
Penemuan Rogers menunjukkan bahawa H. heidelbergensis semestinya adalah Neanderthal awal. "Kami telah menetapkan waktu pemisahan begitu awal sehingga hominid Eropah 600.000 tahun yang lalu hampir pasti adalah Neanderthal," katanya, "sekurang-kurangnya secara genetik, walaupun sama sekali tidak kelihatan seperti Neanderthal."
Bagaimanapun, pembinaan semula sejarah awal Neanderthal yang kompleks ini sangat mirip dengan apa yang telah kita pelajari mengenai populasi manusia moden secara anatomi yang pertama kali tersebar di seluruh Eropah dan Asia. Kira-kira 50,000 tahun yang lalu, orang Eurasia berpisah dari orang Afrika, mengalami masa yang sukar di mana populasi mereka sangat rendah, dan kemudian berpecah menjadi populasi wilayah di seluruh Eurasia - yang disebut sebagai teori migrasi manusia bukan Afrika. "Sepertinya hal yang sama terjadi 600.000 atau 700.000 tahun yang lalu," dengan Neanderthal dan Denisovans, kata Rogers. "Ada diaspora bukan Afrika lain yang sebelumnya tidak ada yang disyaki."
Tidak begitu buruk sekali
Bukan rahsia lagi yang dilakukan oleh orang Neanderthal: zaman ais yang mereka lalui dan pemecahan penduduk mereka menyebabkan mereka tidak dapat mengekalkan pertumbuhan sosial atau teknologi yang berterusan. "Tetapi salah satu kesalahpahaman adalah cara kita memikirkan kemajuan adalah bahawa manusia moden lebih baik dan Neanderthal lebih buruk," kata Hawkes. "Ketika memburu dan bergantung pada sumber makanan berenergi tinggi di lingkungan terpinggir, Neanderthal tidak ada duanya. Mereka menyelesaikan masalah yang sama sekali tidak kita hadapi. Bagaimana mereka hidup dengan kepadatan penduduk yang rendah selama beratus-ratus ribu tahun? Kami tidak pernah memahaminya."
Sebelum memulai penelitiannya, Rogers percaya bahawa Neanderthal berada di ambang kepunahan ketika manusia moden memasuki wilayah mereka, bahawa populasi mereka sudah habis dan penuh dengan penyakit genetik. Dia tidak berfikir lagi.
Memahami struktur sebenar penduduk Neanderthal dapat membantu para saintis mempelajari lebih mendalam mengenai dinamika orang-orang kuno ini dan interaksi mereka dengan kita. Sebagai contoh, saya tertanya-tanya apakah ada keanehan ketika menyeberang manusia dan Neanderthal. Adakah kita memasukkan DNA ibu dan ayah Neanderthal yang sama jumlahnya, atau ada perubahan?
Hasil kerja Rogers dan penyelidikan yang berkaitan oleh kumpulan lain dapat menjadi sorotan yang kuat untuk genetik moden juga. Model analitik mereka dapat diterapkan pada anjing dan kuda - sesungguhnya pada spesies yang menunjukkan pembiakan berstruktur pada populasi mereka dan bukannya aliran gen secara rawak. Gen Neanderthal mungkin dikaitkan dengan peningkatan risiko kemurungan, diabetes, penyakit jantung dan gangguan lain, dan ini masih belum dapat dilihat.
Ilya Khel
