Die Vorstellung, dass sich Neandertaler und einige Vorfahrenpopulationen des Homo sapiens hybridisiert haben, hat in den letzten zwei Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen. Doch diese Theorie stützt sich hauptsächlich auf statistische Ansätze, die unrealistische Modelle der menschlichen und neandertalischen Bevölkerungsentwicklung annehmen.
In dieser Studie, die im November/Dezember 2024 in Nature, Ecology and Evolution veröffentlicht wurde, haben die Forscher Szenarien simuliert, die die räumliche Struktur der menschlichen und neandertalischen Populationen berücksichtigen. Sie zeigen, dass alle getesteten Methoden falsche Hybridisierungssignale in Szenarien erkennen, in denen sich Neandertaler und Sapiens jedoch nie hybridisiert haben.
Dies deutet darauf hin, dass die Hybridisierung mit Neandertalern möglicherweise nicht so eindeutig ist, wie viele Forscher behaupten, und dass die vielen Hybridisierungssignale, die bei vielen Organismen festgestellt wurden, auch falsch positiv sein könnten. Es deutet auch darauf hin, dass die Art und Weise, wie alte menschliche und nicht-menschliche Populationen modelliert werden, einer kritischen Überprüfung bedarf.
Die meisten Studien von Genetikern und Paläoanthropologen gehen davon aus, dass sich Homo sapiens und H. neandertalensis hybridisiert haben und dass einige menschliche Populationen 2 bis 3 % Neandertaler-Gene in sich tragen. Doch die Beweise für diese Hybridisierung und ihre Quantifizierung hängen von statistischen Methoden ab, die sehr starke und unrealistische Annahmen über die menschlichen und neandertalischen Populationen machen.
Diese Methoden neigen dazu, die Existenz differenzierter Populationen innerhalb der Kontinente zu ignorieren. Zum Beispiel sehen sie Europa oder den gesamten afrikanischen Kontinent seit über 50.000 Jahren als eine große, völlig homogene Population.
Es ist in der Wissenschaft normal, einfache Modelle zu verwenden, um komplexe Fragen zu behandeln, aber es ist auch wichtig zu bestimmen, ob die mit diesen einfachen Modellen erzielten Schlussfolgerungen durch Abweichungen von den notwendigerweise vereinfachenden Annahmen der Wissenschaftler beeinflusst werden. Dies wirft die Frage nach der Robustheit der in der Populationsgenetik verwendeten Inferenzmethoden auf. Seit zwei Jahrzehnten weisen Populationsgenetiker darauf hin, dass die Verwendung statistischer Methoden, die diese Struktur ignorieren, falsch positive Ergebnisse erzeugen können, wenn die Populationen strukturiert sind.
In dieser Veröffentlichung haben die Wissenschaftler Modelle der menschlichen Evolution vorgeschlagen, die sich von den klassisch verwendeten unterscheiden, und die Robustheit vieler Methoden getestet, die verwendet wurden, um Hybridisierungsereignisse zwischen Neandertalern und Sapiens zu erkennen, zu quantifizieren und zu datieren. Es schien wichtig, Modelle der menschlichen Evolution zu erforschen, die die Existenz einer kontinuierlichen räumlichen Struktur zwischen menschlichen Populationen integrieren und weniger diskontinuierlich sind als die Modelle, die die Kontinente trennen und diese als isolierte Populationen oder geografische Regionen behandeln.
Dazu haben sie Computerszenarien simuliert, in denen menschliche Populationen als Inselketten dargestellt werden, die jeweils mit ihrer Nachbarinsel verbunden sind, unter Einbeziehung paläoanthropologischer Daten aus der wissenschaftlichen Literatur. Schließlich haben sie sowohl das Wissen als auch die Unsicherheiten über Ereignisse wie die Trennung von Neandertalern und Sapiens integriert, wenn die wissenschaftliche Literatur sehr unterschiedliche Werte vorschlug.
Es wurden mehrere Szenarien identifiziert, die die bekannten genomischen Daten besser erklären als die derzeit getesteten Modelle, die die Annahme der Hybridisierung machen. Die Forscher haben außerdem gezeigt, dass alle getesteten Methoden in den simulierten Szenarien falsche Hybridisierungssignale erkennen, in denen sich Neandertaler und Sapiens jedoch nie hybridisiert haben. Sie haben auch zahlreiche Inkonsistenzen zwischen den Modellen und Studien identifiziert, die Hybridisierungsereignisse zwischen Neandertalern und Sapiens feststellen.
Zum Beispiel sagen einige Modelle viel höhere oder niedrigere genetische Diversitätsniveaus voraus, als tatsächlich beobachtet werden. Beobachtete Hybridisierungssignale in alter DNA könnten auch falsch positiv sein, was für einige durch Analysefehler alter Polymorphismen erklärbar ist.
Viele evolutionäre Faktoren könnten eine Rolle bei der Entstehung der heute in menschlichen Populationen beobachteten Diversitätsmuster gespielt haben. Die in dieser Studie erzielten Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Modelle, die die Bevölkerungsstruktur berücksichtigen, entscheidend sind, um unser Verständnis der menschlichen Evolution zu verbessern, und dass die Hybridisierung zwischen Neandertalern und Sapiens im Licht strukturierter Modelle neu bewertet werden muss.
Über den Fall der Neandertaler hinaus könnten auch alte Hybridisierungsereignisse, die zunehmend bei vielen Arten, einschließlich anderer Homininen, dokumentiert werden, von einer solchen Neubewertung profitieren.
Referenzen:
Tournebize, R und Chikhi, L. (2024).
Ignoring population structure in hominin evolutionary models can lead to the inference of spurious admixture events.
Nature, Ecology and Evolution, veröffentlicht am 13. Dezember 2024.
Quelle: CNRS INEE