Математическая модель показала, что неандертальцы не обязательно вымерли из-за войн, болезней или климатических катастроф. Постоянный, хоть и небольшой приток переселенцев Homo sapiens в группы неандертальцев на протяжении тысяч лет полностью поглотил их, оставив лишь небольшую долю их генов в ДНК Homo sapiens.
Неандертальцы и их прямые предки гейдельбергцы, родственники человека разумного, жили в Европе и Азии приблизительно 400 тысяч лет. Но около 40 тысяч лет назад, примерно через 10-15 тысяч лет после массового прихода людей современного типа из Африки, они исчезают. Причины вымирания неандертальцев остаются неясными, но есть несколько гипотез.
По одной из них, Homo sapiens были умнее, лучше охотились и просто вытеснили или вовсе перебили неандертальцев. Другая связывает гибель неандертальцев с демографией — их было мало, близкородственные скрещивания привели к падению жизнеспособности популяции. Правда, тогда непонятно, почему демография погубила их не за 400 тысяч лет жизни до контактов с H. sapiens, а сразу после него.
Согласно третьей версии, неандертальцы не выдержали изменений климата и природных катаклизмов или заразились какими-то болезнями от H. sapiens. Еще одна гипотеза предполагает, что неандертальцы просто растворились в волнах переселенцев. В ее пользу говорит тот факт, что от одного до четырех процентов генов современных неафриканских людей — неандертальские.
Авторы статьи, вышедшей в журнале Nature, проверили последнюю гипотезу. Для этого они создали математическую модель, основанную на модели из популяционной генетики «континент-остров». В ней небольшая и относительно изолированная популяция («остров», то есть неандертальцы) испытывает постоянный приток генов из гораздо более крупной популяции («континент», то есть H. sapiens).
Модель симулировала, что происходит с генофондом неандертальской группы, если в каждом «цикле» (условно раз в несколько поколений) в нее вливается небольшое число мигрантов H. sapiens. Расчеты показали, что если в популяцию будет примешиваться от одного до восьми процентов мигрантов за цикл, то через 10-30 тысяч лет генофонд группы будет на 99 процентов состоять из генов H. sapiens. Ученые исходили из максимальной численности всех неандертальцев, равной 70 тысячам особей, которые жили группами по 25-50 особей. Человек разумный превышал их на порядок или два.
Авторы статьи отметили, что их модель была нейтральной: она не предполагала никакого врожденного преимущества людей современного типа, никаких войн, катастроф и болезней. Только размеры популяций и интенсивность миграции.
Результаты исследования означают, что достаточно было редких, но регулярных контактов, во время которых небольшие группы людей современного типа (возможно, отдельные семьи или охотники) присоединялись к неандертальцам. Из-за огромного демографического перевеса H. sapiens в целом этот генетический поток был практически односторонним и в долгосрочной перспективе фатальным для неандертальцев как отдельного вида.
Возможно, столкновения, болезни и конкуренция тоже играли роль. Но вычисления показали, что для исчезновения неандертальцев было достаточно обычного расселения и естественной ассимиляции в течение нескольких десятков тысяч лет. Результат вполне вписывается в известные на данный момент сроки контакта человека разумного и неандертальца и размеры их популяций.