1856 年、チャールズ ダーウィンの『種の起源について』が出版される 3 年前のことです。 、鉱山労働者のグループが、ドイツ北部のネアンデル渓谷の石灰岩の洞窟で人間の化石を発見しました。これは、後にネアンデルタール人1と名付けられました。これは、別の古代の人類に属すると認識された最初の標本です。それ以来、私たちは謎のいとこについてできる限り理解しようと努めてきました。そうするために、専門家は 2 つの主要な証拠を調べました。これまでに見つかった何百もの骨と石器で、スペインとイギリスからアルタイ山脈に散らばっています。さらに最近では、統計モデルから引き出されたゲノム データと推論です。 /P>
しかし、これらのアプローチは、ネアンデルタール人の集団がどのように見えるかについて、驚くほど異なる絵を描いています。考古学的記録によると、ヨーロッパとアジアに約 150,000 人が生息し、15 人から 25 人の小さなグループで生活していました。また、50 万年の間に発生したいくつかの気候サイクル (厳しい氷河期を含む) の間に、その総数が大きく変動したことが示唆されました。彼らは 40,000 年前に絶滅する前に地球に生息していました。
遺伝子配列決定は別の話です。いくつかの遺伝子に基づく推定では、ネアンデルタール人の有効人口はわずか1,000人です。他の人は、せいぜい数千頭だったと主張しています（たとえば、ある研究では、女性の数は事実上 3,500 人未満であると計算されています）。これらの結果は 2 つの仮説で説明できる可能性があります。1 つは人口がピーク時でさえ実際にそれほど少なかったという仮説、もう 1 つは人口はおそらくもっと多かったが非常に長い間減少していたという仮説です。いずれにせよ、ネアンデルタール人は常に衰退の一途をたどっていました。彼らの絶滅は最初から予告されていたようです.
ウィスコンシン大学マディソン校の古人類学者であるジョン・ホークス氏は、「これら 2 種類の推定値が一致しないという事実は、まだ解明されていない問題です」と述べています。
しかし現在、ユタ大学の人類学者で集団遺伝学者であるアラン・ロジャーズが率いる研究者たちは、これらの違いを調整する新しい遺伝モデルを提案しています。ネアンデルタール人は、これまでの遺伝子研究でしばしば想定されていたよりも数が多かったと結論付けており、おそらく最終的に、遺物や化石から推定されたより大きな個体群とゲノムの発見を一致させることができました。また、ネアンデルタール人がアフリカで最初に祖先から離れたときから、現生人類のディアスポラ中に再び現生人類に遭遇し始めたときまでのネアンデルタール人の進化の歴史をさらに詳しく説明しています。多くの点で、ネアンデルタール人は種として、私たちが通常考えているよりもはるかに成功していた可能性があります.
慣習との決別
集団遺伝学では、有効な集団サイズは、特定の時間に住んでいた人の総数を直接測定するものではありません。それはむしろ遺伝的多様性の尺度です。専門家は、個人の DNA の歴史をさかのぼって追跡し、その人のゲノムの 2 つのコピー間の DNA 配列の違いを探します。基本的に、彼らは遺伝子の母方のコピーを父方のコピーから分離する関連性の世代数を推定します。人口が少ない場合、共通の祖先に比較的早く到達することが期待できます。大きい場合は、時間がかかります。 「1 人の個人からこれほど多くの情報を得ることができるのは驚くべきことです」とロジャーズは言いました。
科学者の長年の印象は、ネアンデルタール人は遺伝的多様性のレベルが低いというものでした。今日のアフリカ人では、10,000 ヌクレオチドごとに約 11 がヘテロ接合体であり、染色体の 2 つのコピー間で異なることを意味します。アフリカ以外の個人では、10,000 サイトごとに 8 つだけです。ネアンデルタール人とその姉妹種であるデニソワ人については、この数字は 10,000 人中わずか 2 人に減少したように見えました。カリフォルニア大学バークレー校の生物学者モンゴメリー・スラットキンは、ロジャースの結果に納得していないと述べた。それは 2,000 から 3,000 人を意味するかもしれません — 確かに、ネアンデルタール人が残した石器や化石の密度から推測されるはるかに大きな人口ではありません.
「全世界にネアンデルタール人が本当に 1,000 人しかいなかったとしたら、これほど豊富な化石記録があるとは信じがたいでしょう」とロジャーズは言いました。
しかし、ネアンデルタール人の数は事実上数万に上るという彼らの主張を裏付けるために、ロジャースと彼の同僚が現在引用している遺伝的証拠はまさにその通りです。彼らは、全米科学アカデミー紀要で先月発表された研究で彼らの主張をしました。 .
この新しい結果の鍵は、ネアンデルタール人ははるかに多様な遺伝子プールを持っていたが、遺伝的に類似した個人の小さな孤立した近交系グループに分かれていたという研究者の仮定にあります。この種の断片化は、以前の遺伝的結果をゆがめていたでしょう。その 10,000 人に 2 人の数のような推定値は、地元の人口とその地域の歴史を説明していましたが、全体像を見逃していました.
ロジャーズは、他の研究者が使用していた集団混合のモデルを適応および拡張することにより、この欠点を補おうとしました.彼と彼のチームは、単一の個人のゲノムを分析する代わりに、現代のアフリカ人、現代のユーラシア人、ネアンデルタール人、デニソワ人が共有する遺伝子変異を比較しました。このモデルの以前のバージョンは、現生人類とネアンデルタール人がどの程度混血したかを推定するために設計されていました。ロジャースの主な革新は、デニソワ人をミックスに追加し、異なる集団が結合して混ざり合う方法の数を大幅に増やすことでした.そうすることで、彼は交配をはるかに超えて個体数やその他の懸念事項にまで及ぶ質問をすることができました.
ロジャースと彼の同僚が発見した遺伝的多様性の増加は、有効集団サイズの約 10 倍の増加に相当します。その数がネアンデルタール人をさらに何人表しているかを知る方法はありませんが、化石データからの推定値を満たすのに大いに役立つ可能性があります.
プリンストン大学の進化生物学者である Joshua Akey は、次のように述べています。
アフリカから2回
研究者たちは、遺伝子配列とその修正されたモデルから作業を行い、先史時代にネアンデルタール人、デニソワ人、および現生人類がどのように成長、縮小、分離し、定期的に融合したかについての新しい洞察を集めました。デューク大学の人類学者であるスティーブン・チャーチルは、「私たちは、これらのグループがどのように関連しているかについてきちんとした物語を伝えることができるように、素晴らしい家系図を持ちたいと思っています. 「しかし、これらの関係がはるかに複雑であることは明らかです。」
ロジャーズによれば、約 75 万年前、ネアンデルタール人とデニソワ人の前身は、現生人類の祖先をアフリカに残し、広大なユーラシア大陸を横断しました。いったん独力で、何かが彼らを完全に一掃しました。遺伝子データは、人口が深刻なボトルネックを通過したことを示していますが、これは以前の研究では観察されたことはありません。しかし、その原因が何であろうと、古代人類はそこから立ち直り、わずか数千年後の 74 万 4000 年前までに、ネアンデルタール人とデニソワ人の 2 つの系統に分かれました。前者はさらに小さな地域グループに分裂し、ロジャーズを魅了しました。
ネアンデルタール人とデニソワ人の間のその分裂の年代は驚くべきものです。なぜなら、これまでの研究ではそれがずっと最近のものであるとされていたからです。早期の分離は、最終的に両方のより多くの化石が見つかることを期待する必要があることを意味します.また、発見されたいくつかの化石の解釈を変更します。 Homo heidelbergensis と呼ばれる種に属する大脳のヒト科の骨を取り上げます。 、約60万年前にヨーロッパとアジアに住んでいました。古人類学者は、彼らが他の人類グループとどのように関係しているかについて意見が分かれており、現代人とネアンデルタール人の両方の祖先であると仮定する人もいれば、ヨーロッパ中に広がったネアンデルタール人に取って代わられた非祖先種であると仮定する人もいます.
Rogers の発見は、H.ハイデルベルゲンシス 初期のネアンデルタール人である必要がありました。 「私たちが推定する分離時期は非常に早いため、60 万年前のヨーロッパ人はほぼネアンデルタール人であるに違いありません」と彼は言いました。>
偶然かどうかにかかわらず、ネアンデルタール人の複雑な初期の歴史のこの新しい再構築は、ヨーロッパとアジアに最初に広がった解剖学的現代人の人口について私たちが学んだことと非常によく似ています.約 50,000 年前、ユーラシア人はアフリカ人から分離し、人口が非常に少ないボトルネック期間を経験し、その後、ユーラシア全体の地域集団に分裂しました。これは、人間の移動に関するいわゆるアフリカ外理論です。ロジャーズ氏は、ネアンデルタール人とデニソワ人について「60万年か70万年前に同じことが起こったようだ」と語った。 「これまで誰も疑っていなかった別のアフリカ外のディアスポラがありました。」
結局それほど劣っていない
ネアンデルタール人が苦労したことは秘密ではありません。彼らが耐えた氷河期と人口の断片化により、彼らは社会的または技術的な強力な成長を支えることができなくなりました。 「しかし、人々が持っている誤解の 1 つは、私たちが進歩を表しているということです。現生人類が最高であり、ネアンデルタール人は私たちの下にいるということです」とホークス氏は言います。 「限界環境で高エネルギーの食物資源に依存しているハンターであることに関しては、ネアンデルタール人は極端でした。」彼は次のように付け加えました。何十万年もの間、彼らはどのように人口密度の低い環境で生活していたのでしょうか?それは私たちが決して対処できなかったことです。」
この研究を行う前、ロジャーズは、現生人類が彼らの領土に入ったとき、ネアンデルタール人は絶滅の危機に瀕しており、彼らの人口はすでに減少しており、遺伝病が蔓延していると考えていました. 「私はもうそうは思いません」と彼は言いました。
ネアンデルタール人の人口の真の構造を理解することは、科学者がそれらの古代の人々のダイナミクスと私たちとの相互作用をより深く、より生産的に掘り下げるのに役立つかもしれません.例えば、現代人とネアンデルタール人との交配について私たちが問うかもしれない1つの新しい質問は、その遺伝子の流れに性的バイアスがあったかどうかである.母方と父方のネアンデルタール人の DNA を同量取り込んだのか、それともスケールが傾いていたのか?
ロジャーズの研究と他のグループによる関連研究は、現代の遺伝学を明らかにするのにも強力かもしれません.彼らの分析モデルは、犬や馬にも適用できます。実際、ランダムな遺伝子の流れではなく、集団内で構造化された繁殖を示すすべての種に適用できます。このアプローチは、いくつかの遺伝病の進化の歴史を解明するのにも役立つ可能性があります。ネアンデルタール人の遺伝子は、うつ病、糖尿病、心臓病、その他の障害のリスク増加に関連しています。ロジャースの発見は、これらの有害なバリアントのさまざまなセットがどのように私たちのゲノムに侵入したかについて示唆を与える可能性があります。 「遺伝の歴史を研究したいなら、歴史をコントロールする必要があります」とロジャーズは言いました。
