Вымирание неандертальцев объяснили их малочисленностью

Таинственное исчезновение неандертальцев, а затем и их генов может объясняться базовыми законами демографии и популяционной генетики. Долговременная малочисленность наших вымерших родственников привела к накоплению массы вредных мутаций и снижению приспособленности всего вида. В результате он мог не выдержать встречи с сапиенсами, и даже генов в нашей ДНК неандертальцы оставили совсем немного. К таким выводам пришли авторы статьи, опубликованной в журнале Genetics.
Неандертальцы и сапиенсы разошлись более 500 тыс. лет назад, когда предки первых мигрировали в Европу, где эволюционировали, собственно, в Homo neanderthalensis. Наши прямые предки долгое время оставались в Африке, и лишь сотни тысяч лет спустя – уже «полноценными» Homo sapiens – оказались на территории Европы и встретились с неандертальцами. Уже через несколько десятков тысяч лет они вымерли, оставив только следы в нашей ДНК. По разным оценкам, от 2 до 4 процентов генома всех современных людей (за исключением представителей местных племен Центральной Африки к югу от Сахары) составляет ДНК, сохранившаяся от неандертальцев. Полученные от них гены затрагивают структуру и пигментацию волос и кожи, работу иммунитета, но в целом они на удивление немногочисленны, что некоторые специалисты связывают с плохой «совместимостью» наших ДНК при межвидовом скрещивании.
Остаются предметом дискуссий и причины вымирания неандертальцев. Одни авторы указывают на их слабую адаптацию к происходившим тогда изменениям климата, другие – на возможность гибели по вине принесенных мигрантами из Африки болезней. Авторы новой работы – Келли Харрис (Kelley Harris) из Стэнфордского университета и Расмус Нильсен (Rasmus Nielsen) из Калифорнийского университета в Беркли – указывают, что после встречи с нашими предками неандертальцы были обречены в силу простых законов генетики, как менее многочисленный и менее приспособленный конкурирующий вид.
Харрис и Нильсен провели компьютерное моделирование динамики условных популяций гоминин, начиная с последнего общего предка неандертальцев и сапиенсов (численность 10 тысяч, продолжительность 44 тысяч поколений). На следующих этапах их разделили на нескрещивающиеся друг с другом группы из 10 тысяч «сапиенсов» и одной тысячи «неандертальцев», которые развивались изолированно на протяжении примерно 16 тысяч поколений – что соответствует более чем 400 тысячам лет реальной истории разделения видов. Моделирование продолжилось выбором «вышедшей из Африки» случайной группы в 1800 сапиенсов, их размножения до 10 тысяч, встречей и скрещиванием с неандертальцами и, наконец, развитием примерно 44 тысяч поколений людей после этого события.

На протяжении этого времени ученые оценивали накопление и распространение мутаций, способных оказать влияние на приспособленность популяции. Из-за продолжительного эффекта «бутылочного горлышка», через которое прошли неандертальцы, их генетическое разнообразие резко упало, что привело к снижению способностей популяции избавляться от мутаций, ослабляющих ее жизнеспособность. По словам авторов, одного этого достаточно, чтобы приспособленность неандертальцев к моменту встречи с сапиенсами была на 40 процентов ниже, чем у новых жителей Европы, и они не выдержали обычной конкуренции.

По тем же причинам невелико и количество ДНК, сохранившейся у сапиенсов после скрещиваний с неандертальцами. Их гены в целом ослабляли приспособленность, и быстро элиминировались отсекающим естественным отбором, без участия гипотетических механизмов несовместимости.

Эти выводы можно подтвердить массой недавних находок – в частности, тем, что в геноме неандертальцев действительно

 больше мутаций, ведущих к изменению аминокислотных последовательностей кодируемых ДНК белков. Имеются свидетельства и тому, что неандертальские гены оказали скорее

 эффект на геном наших предков. Вместе с тем, сам «демографический» взгляд, свойственный этой работе, заставляет по-новому взглянуть на историю эволюционного успеха нашего вида, победившего ключевых конкурентов не за счет интеллекта, культуры или технологий, а просто в силу своей многочисленности.

Роман Фишман