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¿Cómo podrían los humanos haberse cruzado con los neandertales si somos una especie diferente?

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Para ser claros, no dudo que el homo sapiens y el homo neanderthalensis se cruzaron: de eso estoy convencido.

En los últimos años, he visto una gran cantidad de artículos pop-sci que discuten el mestizaje entre especies prehistóricas de humanos. En todo lo que veo en estos artículos, así como en la literatura científica (mi libro de texto de Bio de la universidad, entre otros), veo a estos diferentes humanos a los que se hace referencia como especies separadas.

Esto entra en conflicto con mi comprensión de una especie. Dada la siguiente definición, ¿no serían el homo sapiens y el homo neanderthalensis la misma especie?

Una especie a menudo se define como el grupo más grande de organismos donde dos híbridos son capaces de reproducir descendencia fértil, típicamente mediante reproducción sexual. ~ Wikipedia

  • ¿Es incorrecta esta definición?
  • ¿Las publicaciones utilizan "especies" coloquialmente, en lugar de científicamente?
  • ¿Sigue siendo "especie" un concepto poco definido? (ver Especies de anillos)

¡Gracias!


Respuesta corta

El concepto de especie está mal definido y, a menudo, es engañoso. Los conceptos de linaje y clado / grupo monofilético son mucho más útiles. En mi opinión, la única utilidad de este concepto mal definido que es la "especie" es tener un vocabulario común para nombrar linajes.

Tenga en cuenta que Homo neanderthalis a veces (aunque es raro) se llama H. sapiens neanderthalis aunque destacando que algunos considerarían a los neandertales y a los humanos modernos como parte de la misma especie.

Respuesta larga

¿Los neandertales y los humanos modernos son realmente considerados especies diferentes?

A menudo, sí, se consideran especies diferentes, llamándose neandertales Homo neanderthalis y los humanos modernos están siendo llamados Homo sapiens. Sin embargo, algunos autores prefieren llamar a los neandertales Homo sapiens neanderthalis y humanos modernos Homo sapiens sapiens, poniendo ambos linajes en la misma especie (pero diferentes subespecies).

¿Qué tan común era el mestizaje entre H. sapiens y H. neanderthalis

Por favor, eche un vistazo a la respuesta de @ iayork.

El resto de la publicación está aquí para resaltar que si considera H. sapiens y H. neanderthalis ser de la misma especie o no es principalmente una cuestión de preferencia personal, dado que el concepto de especie es principalmente arbitrario.

Breve historia del concepto de especie

Que yo sepa, el concepto de especie se utilizó por primera vez en la antigüedad. En este momento, la mayoría de la gente veía a las especies como entidades fijas, incapaces de cambiar a través del tiempo y sin variación dentro de la población (ver los pensamientos de Aristóteles y Platón). Por alguna razón, nos apegamos a este concepto, aunque a veces parece no ser muy útil.

Charles Darwin ya entendió que, como dice en Sobre el origen de las especies (ver aquí)

Ciertamente, todavía no se ha trazado una línea clara de demarcación entre especies y subespecies, es decir, las formas que, en opinión de algunos naturalistas, se acercan mucho a la categoría de especie, pero que no llegan del todo; o, nuevamente, entre subespecies y variedades bien marcadas, o entre variedades menores y diferencias individuales. Estas diferencias se entremezclan en una serie insensible; y una serie impresiona la mente con la idea de un pasaje real.

Es posible que también desee echar un vistazo a la publicación ¿Por qué hay especies en lugar de un continuo de varios animales?

Varias definiciones de especie

Hay varias definiciones de especie que me conducen una vez más a argumentar que deberíamos olvidarnos de este concepto y simplemente usar el término linaje y usar una descripción precisa de las barreras reproductivas o la divergencia genética / funcional entre el linaje en lugar de usar este invento. palabra que es "especie".

A continuación, discutiré la definición más comúnmente utilizada (la que usted cita) que se llama concepto de especie biológica.

Problemas con la definición que cita

Una especie se define a menudo como el grupo más grande de organismos donde dos híbridos son capaces de reproducir descendencia fértil, por lo general mediante la reproducción sexual.

Solo se aplica a especies que se reproducen sexualmente.

Por supuesto, esta definición solo se aplica a los linajes que utilizan la reproducción sexual. Si usáramos esta definición para los linajes asexuales, entonces cada individuo sería su propia especie.

En la práctica

En general, todo el mundo se refiere a esta definición cuando se habla de linajes sexuales, pero en mi opinión, pocas personas la están aplicando correctamente por razones prácticas de comunicación eficaz.

¿Qué tan baja debe ser la aptitud de los híbridos?

Uno tiene que definir arbitrariamente un límite de aptitud mínima (o depresión de exogamia máxima) para obtener una definición precisa. Tal límite puede definirse en términos absolutos o en términos relativos (en relación con la idoneidad de los "linajes parentales"). Si el híbrido tiene una aptitud que es 100 veces menor que cualquiera de los dos linajes parentales, ¿consideraría que los dos linajes parentales pertenecen a la misma especie?

Tipo de aislamiento reproductivo

Generalmente clasificamos los tipos de aislamiento reproductivo en aislamiento reproductivo post-cigótico y pre-cigótico (ver wiki). Hay mucho que decir sobre este tema, pero centrémonos en dos casos hipotéticos interesantes:

  • Consideremos dos linajes de aves. Un linaje tiene plumas azules mientras que el otro tiene plumas rojas. Absolutamente nunca se cruzan porque a los pájaros azules no les gusta el rojo y a los pájaros rojos no les gusta el azul. Pero si fusionas artificialmente sus gametos, obtienes una descendencia viable y fértil. ¿Son de la misma especie?

  • Imaginemos que tenemos dos linajes de mosquitos que viven en la misma región geográfica. Uno vuela entre las 6 pm y las 8 pm mientras que el otro vuela entre la 1 am y las 3 am. Nunca se ven. Pero si se encontraran mientras volaban, se aparearían juntos y tendrían crías viables y fértiles. ¿Son de la misma especie?

¿En qué condiciones se mide la supervivencia y la fertilidad de los híbridos?

¡La biología moderna puede hacer grandes cosas! ¿Cuenta si el híbrido no puede desarrollarse en el útero de la madre (supongamos que estamos hablando de mamíferos) pero puede desarrollarse en algún otro entorno y luego convertirse en un adulto sano?

Especies de anillos en el espacio

Como dijiste en tu pregunta, las especies de anillos son otro buen ejemplo de por qué el concepto de especie no es muy útil (ver el artículo sobre la Transitividad de las Definiciones de Especies). Ensatina eschscholtzii (una salamandra; ver DeVitt et al. 2011 y otros artículos del mismo grupo) es un ejemplo clásico de especies de anillos.

Transición de especies a través del tiempo

Muchos linajes modernos no pueden cruzarse con sus antepasados. Entonces, la gente podría preguntarse, ¿cuándo ocurrió exactamente el cambio de especie? ¿Qué generación de padre fue parte de la especie A y la descendencia fue parte de la especie B. Por supuesto, no existe un momento tan claramente definido en el que ocurrió la transición. Es más una transición suave de estar claramente aislados reproductivamente (si estuvieran colocados entre sí) de ser claramente la misma especie.

Problema práctico: cambio de nombre de linajes

¡Qué aburrido sería si cada vez que descubrimos que las dos especies pueden cruzarse en algunas circunstancias, tuviéramos que cambiarles el nombre! Eso sería un desastre.

Tiempo

Por supuesto, cuando hablamos de una especie nos referimos a un grupo de individuos en un momento determinado. Sin embargo, no queremos cambiar el nombre del grupo de individuos de interés cada vez que un individuo muere y nace. Esta noción da lugar a la cuestión de cuánto tiempo puede existir una sola especie. Considere un linaje que no se ha dividido durante 60.000 años. ¿Era la población de hace 60.000 años la misma especie que la de hoy? Los dos grupos pueden diferir mucho fenotípicamente y en realidad pueden estar aislados reproductivamente si existieran al mismo tiempo.

Casos especiales

Al considerar algunos casos especiales, el concepto de especie se vuelve aún más difícil de aplicar.

los Amazonas molly (un pez) es una "especie" que tiene "relaciones sexuales" sin tener "reproducción sexual" y no hay machos en la especie. ¿Como es posible? Las hembras tienen que buscar esperma en una especie hermana para activar el desarrollo de los óvulos, pero no se utilizan los genes del padre de la especie hermana (Kokko et al. (2008)).

En una "especie" de hormigas, los machos y las hembras pueden reproducirse por partenogénesis (algún tipo de clonación pero con meiosis y cruzamiento) y no se necesitan mutuamente para reproducirse. En este sentido, los machos en realidad podrían llamarse hembras. Pero todavía se encuentran para reproducirse juntos. Las crías de un macho y una hembra (a través de la reproducción sexual) son trabajadores estériles. Así que los machos y las hembras son como dos especies hermanas que se reproducen sexualmente para crear un ejército estéril que los proteja y alimente (Fournier et al. (2005)).

Parcialidad

A menudo trae fama descubrir una nueva especie grande. En consecuencia, los científicos pueden tender a aplicar una definición de especie que les permita decir que su especie es nueva. Un ejemplo típico de tal sesgo eventual se refiere a los dinosaurios, donde muchos fósiles nuevos se denominan abusivamente una nueva especie, mientras que a veces son solo la misma especie pero en una etapa diferente de desarrollo (según este TED).

Entonces, ¿por qué seguimos utilizando el concepto de especie?

Nombrar

En mi opinión, su única utilidad es que nos permite nombrar linajes. Y es muy importante que tengamos el vocabulario adecuado para nombrar diferentes linajes, incluso si esto nos lleva a cometer algunos errores y usar algunas malas definiciones.

El uso alternativo del concepto de linaje

Sin embargo, es importante que seamos conscientes de que el concepto de especie está mal definido y que, si necesitamos ser precisos, podemos hablar en términos de linajes. El problema principal con el término linaje no es semántico y surge del hecho de que los linajes genéticos pueden diferir considerablemente de lo que uno consideraría ser el "linaje de especies" tal como lo definen los "linajes de la mayoría de las secuencias" ... pero esta es una historia para otro momento.

En consecuencia

Como consecuencia de los problemas anteriores, a menudo llamamos a dos linajes que pueden cruzarse hasta cierto punto por diferentes nombres de especies. Por otro lado, dos linajes que difícilmente pueden cruzarse a veces se llaman con el mismo nombre de especie, pero esperaría que este caso sea más raro (como lo discutieron @DarrelHoffman y @AMR en los comentarios).

Linajes homo

Espero que tenga sentido de lo anterior que la pregunta realmente no está relacionada con el caso especial del mestizaje entre los Homo sapiens y el Homo neanderthalis linajes. La cuestión es una cuestión de definición de especie.

Video y podcast

SciShow hizo un video sobre el tema: ¿Qué hace que una especie sea una especie?

Para los francófonos, encontrará un podcast interesante (de una hora de duración) sobre la consecuencia de la falsa creencia de que el concepto de especie es un concepto objetivo en las ciencias de la conservación en podcast.unil.ch> La biodiversité - plus qu'une simple pregunta de conservación> Pierre-Henry Gouyon


Aquí hay una respuesta relacionada


La definición de especie está abierta a debate, y este es especialmente el caso cuando se intenta definirla desde una perspectiva paleontológica.

Homo neanderthalensis se descubrió y definió por primera vez en la década de 1860, mucho antes de que pudiéramos secuenciar su genoma, que se publicó en 2010. El genoma era lo suficientemente diferente como para que la mayoría de los científicos todavía dijera que son distintos de los humanos modernos, pero eso no lo hace. Significa necesariamente que esas distinciones fueron suficientes para afectar la capacidad de producir descendencia fértil entre apareamientos sapiens / neanderthalensis.

De hecho, en el artículo de wikipedia que vinculé a la alternativa Homo sapiens neanderthalensis se sugiere como sinónimo que nos convierte en Homo sapiens sapiens para humanos anatómicamente modernos. Esto es similar a las distinciones hechas en los linajes de los lobos donde tienes Canis lupus para los lobos grises, Canis lupus familiaris para los perros domésticos, Canis lupus dingo para los perros salvajes de Australia, y así sucesivamente para muchas otras subespecies de Canis lupus. Se sabe que los híbridos lobo / perro son fértiles.

Los caballos hembras y los burros machos pueden reproducirse para crear crías estériles, mulas. Es probable que la esterilidad se deba al hecho de que existe una mayor distancia filogenética entre caballos y burro que para sapiens / neanderthalensis y también al hecho de que los caballos tienen un número de cromosomas diferente al de burro, donde como sapiens / neanderthalensis tienen el mismo número.

Otra cosa que debes recordar es que el descubrimiento de Homo neanderthalensis ocurrió unos 5 años después de que Darwin creara un alboroto sobre los humanos como primates evolucionados. Ahora te enfrentas a un esqueleto que claramente era diferente del humano moderno, pero claramente homínido. La estrecha opinión de que los humanos eran especiales y, por lo tanto, tenían dominio sobre todas las demás criaturas hizo que fuera difícil aceptar el hecho de que en realidad podríamos haber evolucionado.


Además de la respuesta de @ Remi.b sobre el concepto de especie y los peligros de usar definiciones humanas para tratar de abarcar la realidad biológica, es necesario comprender qué significaba el "mestizaje" para los humanos y los neandertales. Los cruces fértiles entre sapiens y neandertalis fueron muy raros, probablemente menos de un cruce exitoso por generación, y hay alguna evidencia de que los híbridos masculinos eran casi todos estériles (o que esta era una condición fatal). Este es probablemente un mestizaje menos exitoso que los cruces caballo-burro, donde los dos socios son especies inequívocamente diferentes según casi cualquier definición (¡tienen diferentes números de cromosomas!). Así que no es como si sapiens y neandertalis pudieran hibridar sin esfuerzo; fue muy raro y generalmente infructuoso.

Referencias:

Encontramos que los niveles bajos observados de ascendencia neandertal en euroasiáticos son compatibles con una tasa muy baja de mestizaje (<2%), potencialmente atribuible a una fuerte evitación de apareamientos interespecíficos, una baja aptitud de los híbridos o ambos. Estos resultados que sugieren la presencia de barreras muy efectivas para el flujo de genes entre las dos especies son robustos a las incertidumbres sobre la demografía exacta de las poblaciones del Paleolítico, y también se encuentra que son compatibles con la falta observada de introgresión del mtDNA. Nuestro modelo sugiere además que niveles igualmente bajos de introgresión en Europa y Asia pueden resultar de distintos eventos de mezcla que han ocurrido más allá de Oriente Medio, después de la división de europeos y asiáticos.

- Fuerte aislamiento reproductivo entre humanos y neandertales inferido de patrones observados de introgresión. Currat M, Excoffier L.Proc Natl Acad Sci U S A. 13 de septiembre de 2011; 108 (37): 15129-34

Nuestros resultados indican que la cantidad de ADN neandertal en los no africanos vivos puede explicarse con la máxima probabilidad por el intercambio de un solo par de individuos entre las subpoblaciones en cada 77 generaciones, pero también se permiten frecuencias de intercambio más grandes con una probabilidad considerable.

--Eventos de cruzamiento extremadamente raros pueden explicar el ADN neandertal en seres humanos vivos. Neves AGM, Serva M PLoS ONE 2012 7 (10): e47076

Estos resultados sugieren que parte de la explicación de las regiones genómicas de ascendencia neandertal reducida son los alelos neandertales que causaron una disminución de la fertilidad en los machos cuando se trasladaron a un trasfondo genético humano moderno.

- El paisaje genómico de la ascendencia neandertal en los humanos actuales Sankararaman et al Nature 2014 507: 354-357


De la misma manera, los leones y el tigre son especies diferentes pero pueden cruzarse. Lo hacen mal, con poca frecuencia, y los híbridos masculinos son infértiles, aunque los híbridos femeninos conservan algo de fertilidad. El flujo de genes entre las dos especies es posible pero muy limitado. Llamamos a los leones y a los tigres dos especies porque el flujo de genes entre los dos es limitado. No es posible el libre flujo de genes entre las dos especies.

Si miramos los artículos que se publican, es obvio que el flujo de genes entre Homo sapiens y los neandertales eran limitados. Era tan limitado que podemos decir que dos especies estuvieron a punto de cortar todos los lazos entre sí.

En primer lugar, no existen mitocondrias neandertales, lo que significa que el apareamiento exitoso que involucró a los neandertales fue principalmente entre hembras humanas y neandertales machos. A continuación, no hay cromosomas Y neandertales, lo que significa que los híbridos masculinos eran estériles.

Aunque hay genes neandertales en los autosomas, no hay genes neandertales en los cromosomas X, que albergan muchos de los genes que regulan la inteligencia y la fertilidad. Entonces, la selección natural ha eliminado selectivamente los genes neandertales en esas dos áreas, probablemente porque no funcionan bien con sus contrapartes humanas (es decir, causan una desventaja de aptitud).

Además, los segmentos del gen neandertal, aunque se encuentran en todos los no africanos, están en pequeños fragmentos. El individuo tiene menos del 2% (aunque hasta el 35-60% del genoma neandertal permanece en la población humana no africana). Entonces significa que el evento de hibridación ocurrió raramente y en el pasado, probablemente cuando la primera Homo sapiens dejó África.


El concepto de especie es imperfecto en cualquier definición. Pero la definición más antigua (y probablemente la más relacionada con la función) es la capacidad de cruzar para tener descendencia viable. Entonces, bajo esta definición, si las dos poblaciones pueden cruzarse, entonces no son especies separadas.

Tenga en cuenta también que hace algunas décadas, el neandertal y el "Cro Magnon" se consideraban parte de la misma especie, el homo sapiens. Cro Magnon sería Homo sapiens sapiens (subespecie) y Neanderthal sería Homo sapiens neanderthalis. Entonces, bajo la nomenclatura tradicional, ¡ni siquiera sería tan impactante haber visto algunos cruces!

Últimamente, la moda de nombrar especies se ha alejado un poco de la definición funcional a otras definiciones. En general, los que hacen especies a partir de subespecies anteriores. A veces, esto es para proteger a ciertas criaturas (cuestiones legales de protección). A menudo se debe a que los biólogos académicos ganan prestigio al "descubrir" especies. (Muy pocos de los que últimamente son verdaderos en el campo encuentran un nuevo descubrimiento animal, mucho más comúnmente son solo debates de nomenclatura).

[Y no me hagas empezar con el ADN mitocondrial ("prueba genética") que mucha gente común, como en Wikipedia, no se da cuenta de que no es "el ADN" de los cromosomas y del reconocimiento fenotípico. Y para las especies con machos errantes, los "genes" reales pueden estar bien mezclados, pero si las hembras no viajan mucho, verá diferentes poblaciones de ADN mito.]

* Por ejemplo, busque el tema de "especies de anillos".


Neandertales, humanos cruzados: primera evidencia sólida de ADN

La próxima vez que sienta la tentación de llamar neandertal a un patán, es posible que desee mirarse en el espejo.

Según un nuevo estudio de ADN, la mayoría de los seres humanos tienen un poco de neandertal, al menos del 1 al 4 por ciento de la composición genética de una persona.

El estudio descubrió la primera evidencia genética sólida de que los humanos "modernos", u Homo sapiens, se cruzaron con sus vecinos neandertales, que misteriosamente murieron hace unos 30.000 años.

Es más, el apareamiento entre los humanos modernos y los neandertales aparentemente tuvo lugar en el Medio Oriente, poco después de que los humanos modernos abandonaran África, no en Europa, como se sospechaba desde hacía mucho tiempo.

"Ahora podemos decir que, con toda probabilidad, hubo un flujo de genes de los neandertales a los humanos modernos", dijo en una declaración preparada el autor principal del estudio, Ed Green, de la Universidad de California en Santa Cruz.

Eso no es una sorpresa para el antropólogo Erik Trinkhaus, cuyas afirmaciones basadas en el esqueleto del mestizaje entre humanos modernos y neandertales, que anteriormente se contradecían con la evidencia del ADN, parecen haber sido reivindicadas por el nuevo estudio genético, que se publicará mañana en la revista Science.

"Finalmente vieron la luz, porque para muchos ha sido obvio que esto sucedió", dijo Trinkaus, de la Universidad de Washington en St. Louis, Missouri, que no formó parte del nuevo estudio.

Trinkhaus agrega que la mayoría de los seres humanos vivos probablemente tengan mucho más ADN neandertal de lo que sugiere el nuevo estudio.

"De uno a cuatro por ciento es realmente un mínimo", agregó Trinkaus. "¿Pero es el 10 por ciento? ¿El veinte por ciento? No tengo ni idea".

Lugar sorprendente para el apareamiento entre humanos y neandertales

El equipo del estudio genético llegó a su conclusión después de comparar los genomas de cinco seres humanos vivos (de China, Francia, Papua Nueva Guinea, África meridional y África occidental) con el "borrador" disponible del genoma neandertal. (Obtenga los conceptos básicos sobre genética).

Los resultados mostraron que el ADN neandertal es 99,7 por ciento idéntico al ADN humano moderno, frente, por ejemplo, al 98,8 por ciento de los humanos y chimpancés modernos, según el estudio. (Relacionado: "Los neandertales tenían el mismo 'gen del lenguaje' que los humanos modernos").

Además, todos los grupos étnicos modernos, excepto los africanos, llevan rastros de ADN neandertal en sus genomas, dice el estudio, lo que al principio desconcertó a los científicos. Aunque no se ha encontrado evidencia fósil de neandertales y humanos modernos coexistiendo en África, se cree que los neandertales, como los humanos modernos, surgieron en el continente.

"Si le dijeras a un arqueólogo que encontraste evidencia de intercambio de genes entre los neandertales y los humanos modernos y les pidieras que adivinaran en qué población [viva] se encontró, la mayoría diría europeos, porque hay evidencia arqueológica bien documentada de que vivieron al lado uno al lado del otro durante varios miles de años ", dijo el miembro del equipo de estudio David Reich.

Por otro lado, los neandertales nunca vivieron en China o Papúa Nueva Guinea, en la región del Pacífico de Melanesia, según el registro arqueológico. (Ver "Los neandertales se extendieron mucho más al este de lo que se pensaba").

"Pero el hecho es que los chinos y los melanesios están tan estrechamente relacionados con los neandertales" como los europeos, dijo Reich, genetista de poblaciones del Instituto Broad del MIT y de la Universidad de Harvard.

¿Un encuentro de una noche entre humanos y neandertales?

Entonces, ¿cómo terminaron los humanos modernos con ADN de neandertal en Asia y Melanesia?

Los neandertales, dice el equipo del estudio, probablemente se mezclaron con los primeros Homo sapiens justo después de que salieron de África, pero antes de que el Homo sapiens se dividiera en diferentes grupos étnicos y se esparcieran por todo el mundo.

La primera oportunidad de cruzamiento probablemente ocurrió hace unos 60.000 años en las regiones de Oriente Medio adyacentes a África, donde la evidencia arqueológica muestra que las dos especies se superpusieron durante un tiempo, dice el equipo.

Y no habría sido necesario mucho apareamiento para tener un impacto, según el coautor del estudio, Reich. Los resultados podrían provenir de una aventura de una noche entre humanos modernos y neandertales o de miles de asignaciones entre especies, dijo.

Más evidencia de ADN para el apareamiento entre humanos y neandertales

El nuevo estudio no es el único que ha encontrado indicios genéticos de cruzamiento entre Homo sapiens y Homo neanderthalensis.

El antropólogo genético Jeffrey Long, que califica el estudio de Science como "muy emocionante", fue coautor de un nuevo estudio aún no publicado que encontró evidencia de ADN de mestizaje entre los primeros humanos modernos y una especie "humana arcaica", aunque no está claro cuál. Presentó los hallazgos de su equipo en una reunión de la Asociación Estadounidense de Antropólogos Físicos en Albuquerque, Nuevo México, el mes pasado.

El equipo de Long llegó a sus conclusiones después de buscar en los genomas de cientos de humanos modernos "firmas de diferentes procesos evolutivos en la variación del ADN".

Al igual que el nuevo artículo de Science, el estudio de Long especula que el mestizaje ocurrió justo después de que nuestra especie abandonó África, pero el estudio de Long no incluyó el análisis del genoma neandertal.

"En el momento en que comenzamos el proyecto, nunca imaginé que vería una confirmación empírica del mismo", dijo Long, refiriéndose a la evidencia del ADN neandertal del equipo científico, "así que estoy muy feliz de verlo".


  • La similitud genética entre humanos y neandertales fue estudiada por científicos de Oxford.
  • Dos especies estaban más cerca que los lobos y los coyotes, y los osos pardos y polares.
  • Esta similitud genética les permitió tener descendencia fértil y saludable.

Publicado: 10:24 BST, 4 de junio de 2020 | Actualizado: 16:53 BST, 4 de junio de 2020

Los neandertales, los denisovanos y el homo sapiens estaban tan estrechamente relacionados que podían cruzarse fácilmente y tener descendencia fértil y saludable.

El análisis de la Universidad de Oxford revela que las especies eran más similares genéticamente que los osos pardos y los osos polares en la actualidad.

Esta superposición significativa proporcionó compatibilidad genética y permitió que las ramas de la humanidad tuvieran hijos quiméricos fértiles y saludables.

En el mundo biológico, muchos animales pueden romper la barrera de las especies y cruzarse y producir descendencia sana, pero es raro que la descendencia sea fértil.

Normalmente, los híbridos como el ligre y la mula luchan por reproducirse debido a una genética incompatible causada a menudo por diferentes cantidades de cromosomas.

Los neandertales, los denisovanos y el homo sapiens estaban tan estrechamente relacionados que pudieron cruzarse y tener descendencia fértil y saludable, sugiere un estudio. Las especies eran genéticamente más similares que los osos pardos y polares de hoy (foto de archivo)

Los seres humanos, los neandertales y los denisovanos se cruzaron en la prehistoria, y el ADN de los neandertales y denisovanos, ahora extintos, se puede encontrar en los genomas humanos hasta el día de hoy. Los humanos superaron a los neandertales en Eurasia, lo que llevó a su extinción hace unos 40.000 años.

Producir descendencia viable es un aspecto definitorio de una especie.

Una especie es la clasificación más específica de un grupo de animales.

Dentro de este grupo todavía hay variación, pero todos se consideran lo suficientemente similares como para ser de la misma especie.

Por ejemplo, los perros tienen una variedad de razas, que vienen en diferentes tamaños, colores y temperamentos. Pero todos son una especie, conocida como Canis lupus familiaris.

Una característica definitoria de lo que hace a una especie, es que todo lo que existe dentro de la clasificación debe poder producir 'descendencia viable'.

Es decir, si dos individuos se aparean, su descendencia debería ser fértil y también capaz de reproducirse.

Hay algunas excepciones, como ocurre con todos los aspectos de la biología, pero la regla es en gran parte cierta.

Por ejemplo, un gran danés puede producir una descendencia viable con un labrador, a pesar de verse muy diferente. Esto los convierte en parte de la misma especie.

Sin embargo, un rinoceronte no puede tener descendencia viable con un hipopótamo, lo que los convierte en especies diferentes.

Sin embargo, un estudio ahora ha encontrado que los humanos prehistóricos y sus primos no tenían este problema.

Analizaron los genomas de especies estrechamente relacionadas y utilizaron modelos informáticos para determinar qué tan similares o distantes eran entre sí.

Luego, esto proporcionó a cada par un valor para su 'distancia genética' que podría usarse para comparar varias especies de manera similar.

Se incluyeron en el análisis especies existentes conocidas por estar estrechamente relacionadas y capaces de producir descendencia viable, como coyotes y lobos, y osos pardos y osos polares.

Los valores de la distancia genética se expresaron como una diferencia porcentual y los investigadores encontraron que los neandertales y los humanos modernos tenían una diferencia del 1,6 por ciento.

Por el contrario, los osos polares y pardos eran un 2,4% diferentes.

Los denisovanos y los humanos modernos también son un 2,4 por ciento diferentes, mientras que los neandertales y los denisovanos eran un poco más distantes con una diferencia genética del 2,6 por ciento.

Sin embargo, se cree que las tres especies pudieron tener descendencia viable.

Se tomó ADN antiguo preservado de los restos de humanos antiguos, neandertales y denisovanos para que el estudio sea lo más preciso posible.

Las tres especies se cruzaron en la prehistoria, y el ADN de los neandertales y denisovanos ahora extintos se puede encontrar en los genomas humanos hasta el día de hoy.

Se encontró que la distancia genética se correlacionó con la fertilidad de la descendencia híbrida.

Confirmó que cuanto mayor es la distancia evolutiva entre dos especies, menos probable es que la descendencia entre ellas sea fértil.

El profesor Greger Larson de Oxford, autor principal de la investigación, dijo: “Nuestro deseo de clasificar el mundo en cajas discretas nos ha llevado a pensar en las especies como unidades completamente separadas.

«A la biología no le importan estas definiciones rígidas, y muchas especies, incluso aquellas que están muy alejadas evolutivamente, intercambian genes todo el tiempo.

“Nuestra métrica predictiva permite una determinación rápida y fácil de la probabilidad de que dos especies cualesquiera produzcan descendencia híbrida fértil.


Comentarios

Somos el resultado de procesos de ingeniería genética liderados por nuestros Creadores

FINALMENTE RESUELTO: CONVERTIRSE EN HUMANO / INTELIGENCIA / IA. NUEVA TEORÍA INTEGRAL COMIENZA DESDE EL FINAL estableciendo la teoría de trabajo del funcionamiento del coeficiente intelectual del cerebro humano. https://evolutionofhumanintelligence.wordpress.com/ Esa es la única forma de resolver este acertijo y aquí está la única imagen / historia que tiene sentido. La evolución humana (7 millones de años, 30 homínidos) debe realizar / lograr la evolución de la inteligencia (hasta el logro C + IQ / inteligencia colectiva con habilidad para hablar), pero solo he encontrado "la evolución de las emociones". Estos tres procesos se cruzan en un punto: bebé / bebé humano que es incapaz de sobrevivir de forma independiente durante muchos años. Eso no es un error evolutivo, al contrario, ese es el elemento clave de mi investigación. Al observar el comportamiento de su madre, un proceso llamado MSP / multi autoproyección ocurre pasivamente en el cerebro del bebé cuando el niño percibe el cuerpo del tutor como propio. La MSP puede ser la más fácil de entender como una sensación similar a la del movimiento aparente que tenemos cuando estamos en un tren parado mientras miramos por la ventana a otro tren que se está moviendo. De esa manera, el SNC del bebé aprende inmediatamente la forma más corta de hacer algo, lo que permite la creación de muchos más procesos de pensamiento similares hasta el momento en que se requiere un número mínimo de procesos de pensamiento (el número de Adam) para que surja el efecto de la autoconciencia. Para conectar todo lo que he mencionado con una gran cantidad de datos científicos (Denisovanos, Homo naledi, Adam científico, Eva mitocondrial, autismo, habla, placer en la presencia del fuego, sueños) requería ser miembro de la organización Mensa. La imagen más grande (el marco) para todos los datos científicos (incluso la IA porque el inicio, el origen del original, al hacer SAI / AGI / HAL 9000 es crucial / lo que ha faltado) es la teoría FEST.

FINALMENTE RESUELTO: CONVERTIRSE EN HUMANO / INTELIGENCIA / IA. NUEVA TEORÍA INTEGRAL COMIENZA DESDE EL FINAL estableciendo la teoría de trabajo del funcionamiento del coeficiente intelectual del cerebro humano. https://evolutionofhumanintelligence.wordpress.com/ Esa es la única forma de resolver este acertijo y aquí está la única imagen / historia que tiene sentido. La evolución humana (7 millones de años, 30 homínidos) debe realizar / lograr la evolución de la inteligencia (hasta el logro C + IQ / inteligencia colectiva con habilidad para hablar), pero solo he encontrado "la evolución de las emociones". Estos tres procesos se cruzan en un punto: bebé / bebé humano que es incapaz de sobrevivir de forma independiente durante muchos años. Eso no es un error evolutivo, al contrario, ese es el elemento clave de mi investigación. Al observar el comportamiento de su madre, un proceso llamado MSP / multi autoproyección ocurre pasivamente en el cerebro del bebé cuando el niño percibe el cuerpo del tutor como propio. La MSP puede ser la más fácil de entender como una sensación similar a la del movimiento aparente que tenemos cuando estamos en un tren parado mientras miramos por la ventana a otro tren en movimiento. That way infant’s CNS immediately learns the shortest way to get something done, which enables the creation of many more similar thinking processes till the moment when a minimal number of thinking processes (Adam’s number) are required in order to effect of self-consciousness arise. To connect all that I have mentioned with a huge number of scientific data (Denisovans, Homo naledi, Scientific Adam, Mitochondrial Eve, autism, speech, pleasure in the presence of fire, dreams. ) required membership in the Mensa organization. The biggest picture (the framework) for all scientific data (even A.I. because start, origin of original, in making SAI/AGI/HAL 9000 is crucial / what has been missing) is FEST theory.

This isn’t super surprising to me….I think modern humans were most definitely out of Africa 100,000 years ago. There was recently a tooth from a Homo sapien discovered at a cave in China that dated over 100,000 years. I tend to think that would also make more sense at the amount of time given for the first people to arrive in Australia. Very very cool stuff!


Dawn of Humanity

Decoding Neanderthals

Becoming Human Part 1

In August 1856, in the German valley of Neander—Neanderthal in German—men cutting limestone for the Prussian construction industry stumbled upon some bones in a cave. Looking vaguely human, the bones—a piece of a skull, portions of limbs, and fragments of shoulder blades and ribs—eventually made their way to an anatomist in Bonn named Hermann Schaafhausen.

Schaafhausen pored over the fossils, observing their crests and knobs. He noticed that the bones had the overall shape youɽ expect from a human skeleton. But some bones had strange features, too. The skullcap, for example, sported a heavy brow ridge, hanging over the eyes like a boney pair of goggles. It was, at once, human and not.

The Neanderthal Man challenged Schaafhausen with a simple yet profound question: Was it a human, or did it belong to another species?

It's been over 150 years since the bones first emerged from the Neander Valley—a time during which we've learned a vast amount about human evolution. Today, scientists can even scan the genomes of Neanderthals who died 50,000 years ago. And yet the debate still rages. It's a debate that extends beyond Neanderthals, forcing us to ask what it means to be a species at all.

Variaciones sobre un tema

The Neander Valley bones were a sensation as soon as Schaafhausen published his report on them in 1857, because nothing like them had been seen before. Earlier in the 1800s, cave explorers had found ancient human bones, sometimes lying next to fossils of cave bears and other extinct animals. Naturalists had a hazy sense from such bones that humanity had been around for quite a long time. But the idea that humans—or any other species—had evolved was scandalous. Darwin would not publish El origen de las especies for another two years. Instead, naturalists saw humans as a species distinct from chimpanzees, gorillas, and all other primate species. We were distinct today, and we had been distinct since creation.

The youngest Neanderthal fossils date to 28,000 years ago.

Within the human species, European anatomists divided people into races. They often ranked Europeans as the noblest race, considering the others barely better than apes. To justify this racist view of humanity, anatomists searched for clear-cut differences between the skeletons of different races—the size of skulls, the slopes of brows, the width of noses. Yet their attempts to neatly sort people into groups were bedeviled by the blurry variations in our species. Within a single so-called race, people varied in color, height, and facial features. Schaafhausen knew, for example, about a skull dug up from an ancient grave in Germany that "resembled that of a Negro," as he wrote.

A barbarian (with sword) attacking a Roman legionary in a second-century relief. Neanderthals wouldn't have been out of place amongst such savage sorts, Schaafhausen believed.

European savages

On this confusing landscape Schaafhausen tried find a place for the Neanderthal Man. He decided that its heavy brow didn't disqualify it as a human. To back up this diagnosis, he relied on stories of ancient European savagery. "Even of the Germans," Schaafhausen wrote in his 1857 report on the Neander Valley bones, "Caesar remarks that the Roman soldiers were unable to withstand their aspect and the flashing of their eyes, and that a sudden panic seized his army."

Schaafhausen searched historical records for other clues of Europe's monstrous past. "The Irish were voracious cannibals, and considered it praiseworthy to eat the bodies of their parents," he wrote. In the 1200s, ancient tribes in Scandinavia still lived in the mountains and forests, wearing animal skins, "uttering sounds more like the cries of wild beasts than human speech."

Surely, in such a savage place, this heavy-browed Neanderthal would have fit right in.

A distinctive creature

When Schaafhausen published his report, many other naturalists tried to make sense of the bones for themselves. After Darwin published his theory of evolution in 1859, new possibilities arose: Perhaps humans evolved from Neanderthals, or perhaps they were both descended from a common ancestor.

Thomas Huxley, Darwin's great champion in England, argued that Neanderthals were human, pointing to the thick foreheads of living Australian Aborigines. William King, an Irish geologist, disagreed. In an 1864 paper, "The Reputed Fossil Man of the Neanderthal," he pointed to a long list of traits that separated it from living humans—from its tightly curved ribs to the massive sinuses in its skull. Its braincase was so ape-like that it could not house a human-like brain.

Australian Aborigines have a prominent brow ridge, a fact that helped lead Thomas Huxley to argue that Neanderthals were indeed human.

"I feel myself constrained to believe that the thoughts and desires which once dwelt within it never soared beyond those of a brute," King wrote.

From all this evidence, King concluded that the Neanderthal Man was not simply an ancient European, as Schaafhausen had thought. It was a separate species. He even gave that species a name: Homo neanderthalensis.

Mounting evidence

King was certainly right that Neanderthals were distinct from living humans. Subsequent generations of fossil-hunters have found remains of Neanderthals from Spain to Israel to Russia. The youngest Neanderthal fossils date to 28,000 years ago. The oldest ones date back over 200,000 years. Like the original Neanderthal Man, they were stocky, with a heavy brow ridge and other singular traits. We can't know exactly what thoughts and desires soared in their heads, but they certainly left behind some telling clues—carefully engineered spear blades and stone knives painted shells that might have been used as jewelry. Neanderthals endured the comings and goings of ice ages in Europe and Asia, hunting for reindeer, rhinoceroses, and other big game.

As the fossils have emerged, paleoanthropologists have revisited the question of whether Neanderthals are part of our own species—call them Homo sapiens neanderthalensis—or a separate Homo neanderthalensis. Some researchers argued that Neanderthals belonged to a single species of humans stretching across the Old World, one that evolved over the past million years from small-brained hominids into our big-brained form.

Europeans and Asians carry a small portion of DNA inherited from Neanderthals.

But some researchers challenged this view. They pointed out that for thousands of years, Europe was home to the burly Neanderthals as well as slender humans. Neanderthals didn't give rise to living Europeans, these scientists argued they were replaced by immigrants expanding out of Africa—perhaps even outcompeted into extinction.

Over the past 15 years, Svante Pääbo, a geneticist at the Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology, and his colleagues have uncovered an entirely new source of evidence about the nature of Neanderthals: their DNA. Starting with those fossils from the Neander Valley, they extracted bits of genetic material that had survived tens of thousands of years. Eventually, they were able to assemble the fragments into the entire Neanderthal genome.

Populations of the same species that a river or other barrier divides can become unable to breed successfully with each other. Such an inability never occurred between Neanderthals and humans, who bred successfully at least once.

It's clearly different from the genome of any human alive today, sprinkled with many distinctive mutations. These mutations accumulated in a clock-like way, and by tallying them up, Pääbo and his colleagues estimate that Neanderthals and humans share a common ancestor that lived 800,000 years ago. It's possible that the ancestors of Neanderthals expanded out of Africa then, while our own ancestors stayed behind.

A question of breeding

That's a long time—long enough to reasonably ask if humans and Neanderthals are indeed two separate species. Old species split into new ones when some of their members get isolated from the rest. If a river cuts the range of a species of frog in two, for example, the frogs on one side of the river may only be able to mate with one another. Each population will evolve along its own path. If they are isolated long enough, they will have trouble interbreeding. They may even be unable to interbreed at all.

From these facts of evolution, the biologist Ernst Mayr developed what came to be known as the Biological Species Concept in the 1940s—namely, a species is made up of members of populations that actually or potentially interbreed in nature. Experiments on living animals have shown that barriers to this interbreeding can arise in tens of thousands, or even just thousands, of years.

Once the Neanderthal lineage left Africa 800,000 years ago, did humans and Neanderthals have enough time to become unable to interbreed? Pääbo's research provides an answer: no.

Does the late Ernst Mayr's notion of what constitutes a species, which held sway for many decades, need to be scrapped or substantially revised? Many biologists believe so.

Europeans and Asians carry with them a small portion of DNA inherited from Neanderthals—while Africans do not. The best explanation for our mixed genomes is that after humans expanded out of Africa, they encountered Neanderthals and interbred. Comparing the different Neanderthal-derived genes in different people, Pääbo and his colleagues estimate that this encounter occurred around 40,000 years ago. The tiny amount of Neanderthal DNA has been interpreted by some scientists as evidence that Neanderthals rarely mated with humans—perhaps just once, in fact. But as scientists sequence more genomes from more human populations, they're exploring the possibility that our ancestors mated with Neanderthals several different times.

A matter of survival

The presence of DNA from Neanderthals in human genomes is compelling evidence that humans and Neanderthals could mate and produce fertile offspring. If we stick to the Biological Species Concept, then we are a single species, as Schaafhausen originally thought. But some scientists reject this argument. They think that Mayr's Biological Species Concept has worn out its usefulness.

Homo neanderthalensis and Homo sapiens endured—at least until the Neanderthals became extinct.

With the advent of gene sequencing, scientists have found that many animal species regularly interbreed. It's easy for any safari tourist to tell the difference between olive baboons and yellow baboons that live in Kenya, for example. And yet the two species regularly produce hybrids in the places where their species overlap, and they've been doing it for a long time.

What will it take for experts to agree on whether Neanderthals (foreground) and modern humans are one and the same species?

So why haven't the two baboon species merged into a single hybrid olive-yellow species? The baboons produced by interbreeding may not survive as well as purebred ones. They produce fewer offspring of their own, and so the genes from one species don't spread easily in the other. Thus, despite interbreeding—breaking Ernst Mayr's rule, in other words—the olive and yellow baboons endure as separate species.

Perhaps humans and Neanderthals were the same: They only interbred rarely, and when they did, the hybrid children couldn't fuse the two kinds of humans together. That may be why human and Neanderthal fossils remained so different.

William King would probably have been horrified at the notion of human beings having sex with Neanderthal "brutes." But despite this intermingling, Homo neanderthalensis y Homo sapiens endured—at least until the Neanderthals became extinct, and we survived.

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If humans and neanderthals were two different species, how could we have interbred?

I understand that we could've had children with the neanderthals, but isn't part of the definition of two species being different that they cannot produce fertile offspring, and so therefore we could not be mixed with them today?

There are many many definitions of "species", with the biological species concept (the definition under which we say that two different populations are different species if their members cannot interbreed with one another) being only one. A full discussion of the difficulties with concepts of speciation and what we really mean when we talk about species would be way beyond the 10,000 character limit on reddit comments.

Instead, let me share a little vignette about fish, and then I'll comment on Neanderthals. Stickleback fish in a few different stream systems in British Columbia have split into two different kinds: a limnetic form, which is generally small and lives near the surface, and a benthic form which lives near the bottom of streams. These two different populations generally live very close to one another (i.e. in the same streams), but fill different ecological roles, and they don't interbreed. However, in recent years, it appears that the two species have begun interbreeding with one another, and have started to collapse into a single species. I'm not sure if the exact reason is known (I pensamiento it had to do with agricultural runoff making it difficult for members of the two different species to distinguish one another visually, but I'm not finding any evidence for that in the few papers I've looked at and hunting through a whole bunch more to find out is a bit beyond my scope at the moment), but these fish were obviously not intrinsically, biologically isolated from one another, because they are able to produce healthy, fertile offspring. So what seemingly were "good", genetically isolated species ceased to be so once something in their environment changed. Presumably, if that environmental change hadn't happened, they would have gone on diverging from one another until finalmente they would have been completely isolated, such that they wouldn't have been able to produce viable offspring at all, at which point they would have been permanently separated into different species. That's not what happened, but it could have. So these fish were part way down the path to being completely separate species, such that they had many of the characteristics weɽ normally associate with separate species, but hadn't completely finished "speciating".

Ok. So what about Neanderthals? Well, the original classifications of Neanderthals as separate species from us is essentially based on the "morphological species concept". This is most commonly applied to fossils, because it was until recently the only way we really have of classifying fossils into separate species (and that remains true for all but very recent fossils, like Neanderthals and Denisovans, where we can still get DNA from them). We can't test whether two fossil organisms could interbreed with one another, for obvious reasons. So, Neanderthal fossils are morphologically different from modern humans, and so some anthropologists saw this as enough to classify them as different species. Others didn't. There was a whole bunch of contentious debate about this which I'm not going to touch with a ten foot pole, other than to say that I don't think the debate was of much use.

With the advent of ancient DNA sequencing, we now know with relative certainty that Neanderthals and modern humans interbred, and that all non-Africans (and some Africans) carry DNA from those interbreeding events in their genome today. What we don't know are the circumstances of that interbreeding. Eso podría be that modern humans and Neanderthals were actually quite reproductively isolated, to the extent that if they did try to mate, they usually (but not always) have offspring who were pretty badly screwed up, or were infertile, due to intrinsic genetic incompatibilities between the two groups, and so the Neanderthal DNA we find in human populations today is due to those few matings that actually worked. On the other hand, it could have been that the two groups were actually perfectly capable of producing perfectly fit hybrids, but maybe Neanderthals and modern humans didn't consider one another very attractive, and so didn't even tratar to mate with one another very often, and so only a small amount of interbreeding took place. A third possibilities is that they were both perfectly interfertile and willing to get it on 1 , but they actually didn't come into contact with one another all that often, and so didn't have that many opportunities.

Each of the above scenarios (this is a non-exhaustive list, by the way) corresponds to modern humans and Neanderthals being at some particular point down the path to becoming separate species, and yet each hypothesis is at least in principle consistent with the observation that modern humans and Neanderthals interbred, but only enough to leave a small trace of Neanderthal DNA (

I suspect an anthropologist could give you a more qualified opinión on which of those scenarios was more likely than I could but the truth is that we don't know yet. Hopefully as we get more genomes sequenced from more ancient individuals we might start to get a better idea.

Let me know if you have any follow up questions or if I did a poor job explaining anything.


How Common Was Consanguinity?

Even if the Altai individual descended from a long line of inbreds, that’s just one Siberian population, living over 4000 miles from what is considered to be the Neanderthal heartland in Europe. The fact that the Altai population mated with kin doesn’t mean that behavior was typical for the species. So what about European Neanderthals?

In 2017 researchers counted ROH in the genome of a roughly 50,000-year-old Neanderthal woman from Vindija, Croatia. This individual did not have abundant long tracts of matching DNA, indicating her parents were not close relatives. However, the quantity of short ROH (2.5 – 10 cM) was on par with the Altai Neanderthal and above present-day groups with a history of isolation and inbreeding.

Several lines of evidence suggest inbreeding among Neanderthals from El Sidrón, Spain. At this site, over 2,500 bone fragments have been recovered, constituting at least 13 individuals of both sexes and various ages. Archaeologists investigating El Sidrón believe the skeletons represent a close-knit Neanderthal group that died together around 50,000 years ago (these Neanderthals also show signs of cannibalism , but that’s besides the point).

Although full genomes aren’t available, portions of their DNA that have been sequenced are consistent with the group being close kin, who may have been too close. A 2011 paper , analyzing mitochondrial DNA (mtDNA) — a small loop of genetic code passed on only by mothers — revealed low diversity within the group. The adult males in particular seem to have been maternal kin. Another study fully sequenced chromosome 21 from one El Sidrón individual and found a similar pattern as in the Vindija Neanderthal: an abundance of short ROH .

And earlier this month , anthropologists reported hard — skeletal — evidence for consanguinity among the El Sidrón Neanderthals. The team identified 17 bones, belonging to at least 4 individuals, showing congenital abnormalities. These are conditions present at birth, as opposed to ones developed during life through injury, infection or nutritional deficiencies. In the El Sidrón remains, the congenital features included cleft or asymmetric vertebrae, a misshapen kneecap and a baby tooth retained into adulthood. The identified conditions are rare in living humans (between 3.8 to 0.00004 percent) and may be harmless, but they do occur more frequently in cases of inbreeding. In other words, these skeletal features suggest the parents were kin.


Humans mated with Neandertals much earlier and more frequently than thought

Members of our species had sex with Neandertals much earlier—and more often—than previously believed, according to a new study of ancient DNA. As some of the first bands of modern humans moved out of Africa, they met and mated with Neandertals about 100,000 years ago—perhaps in the fertile Nile Valley, along the coastal hills of the Middle East, or in the once-verdant Arabian Peninsula. This pushes back the earliest encounter between the two groups by tens of thousands of years and suggests that our ancestors were shaped in significant ways by swapping genes with other types of humans.

These early modern humans’ own lineages died out, and they are not among the ancestors of living people. But a small bit of their DNA survived in the toe bone of a Neandertal woman who lived more than 50,000 years ago in Denisova Cave in the Altai Mountains of Siberia, Russia. A new analysis of her ancient genome has found that this so-called “Altai” Neandertal inherited DNA from modern humans from Africa, including a gene that may have been involved in speech.

“This is the first genetic evidence that early modern humans met Neandertals and bred with them earlier than we thought,” says lead author Sergi Castellano, an evolutionary biologist at the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany.

Ever since researchers sequenced the first full genome of Neandertals in 2010, they have known that the ancestors of European Neandertals interbred with modern humans. By comparing the Neandertal genome with that of modern humans, they found a curious pattern: Present-day Europeans and Asians have inherited about 1% to 3% of their DNA from Neandertals, but Africans have not. This suggested that encounters between modern humans and Neandertals were rare and happened in the Middle East or the Arabian Peninsula after modern humans swept out of Africa, but before they spread widely. When moderns did expand all over Eurasia, they carried that Neandertal DNA in their cells. Later studies of ancient DNA from a 45,000-year-old modern human in Romania helped pinpoint the timing of that encounter to between 50,000 and 65,000 years ago.

More ancient DNA, also from a bone from Siberia’s Denisova Cave, complicated the picture. By sequencing an ancient girl’s finger bone from the cave, researchers discovered a new type of human, the Denisovans, who are closely related to Neandertals but also mated with the ancestors of today’s Melanesians.

With every ancient genome, however, came new surprises. The Denisovan girl’s people had also mated with the ancestors of present-day Melanesians and some mainland Asians (who still carry small amounts of Denisovan DNA) sometime after modern humans encountered Neandertals 50,000 to 65,000 years ago.

So, modern humans had interbred at least twice with archaic humans—Neandertals and, later, Denisovans—after leaving Africa. What’s more, the Denisova girl seemed to also carry some ancient DNA from an even more archaic hominin, such as the direct human ancestor Homo erectus, which lived 1.8 million to roughly 200,000 years ago. Her ancestors had inherited this “super archaic” DNA within the past 400,000 years, but the Altai Neandertal did not have it.

This scenario shows how after human ancestors split with the ancestors of Neandertals, the two groups interbred at least twice—100,000 years ago, soon after modern humans emerged and first left Africa, and again between 47,000 and 65,000 years ago.

How to explain this pattern?

In the new study, published online today in Naturaleza, Castellano and an international team of researchers first zeroed in on the chunks of modern DNA in the genomes of the Altai Neandertal and the Denisovan. By comparing it to key segments of the genomes of 504 Africans, they found that the Altai Neandertal had inherited DNA from modern humans who lived across Africa—and that this “African” DNA was inherited about 100,000 years ago. By contrast, the Denisovan girl and two other Neandertals from Europe (Croatia and Spain) had not inherited that ancient African DNA.

By using modeling to explain the patterns of DNA distribution, the researchers came up with the following scenario: After early modern humans emerged in Africa about 200,000 years ago, some eventually left the continent and mixed with Neandertals in the Middle East or the Arabian Peninsula, where fossils and stone tools of both groups date back to about 120,000 to 125,000 years. This group of modern humans went extinct, but their DNA persisted in the Neandertals that headed east to eventually settle in Siberia. Meanwhile, another group of modern humans left Africa much later and interbred 50,000 to 60,000 years ago with Neandertals that had headed south from Europe to the Middle East. In this later migration, Neandertals interbred with the ancestors of living Europeans and Asians, who then spread throughout Eurasia. Some of this group of modern humans also encountered Denisovans, picking up the DNA that persists today in Melanesians and some Asians.

All of this suggests that modern humans mixed with archaic humans at least three times after they migrated out of Africa. But that’s just a fraction of the intermingling that must have taken place. Neandertals also interbred with Denisovans. And the new study confirms that the Denisovans themselves did indeed interbred with a “superarchaic” hominin, possibly H. erectus, whom they encountered as early as 400,000 years ago. There are also hints that Denisovans interbred with modern humans in Asia more than once, based on different patterns in the distribution of Denisovan DNA in some Chinese and Melanesians. “One would think that mixing has occurred multiple times for a long time,” Castellano says.

The low levels of DNA exchanged by these encounters suggests that it came from only a few trysts—not whole-sale mate-swapping. But it was enough to pass on genes that may have spelled the difference between survival and extinction for modern humans, including Europeans who still have genes from Neandertals that are shaping their health today. The inbred Altai Neandertal also got modern human DNA that may have been involved in speech, the immune system, and the production of sperm, Castellano says. And that fits with the theory that interbreeding was an important and rapid source of genetic diversity that could have been crucial for adapting to new terrain as modern humans spread into foreign lands.

Now, it seems that modern humans picked up Neandertal genes—and passed some of their own DNA back to our close cousins—more than once, almost as soon as our species emerged from Africa, says computational geneticist Sriram Sankararaman of the University of California, Los Angeles, who was not a member of this study. “Admixture between modern humans and Neanderthals predates the out-of-Africa event to which present day non-Africans trace their ancestry.”


Homo sapiens Interbred with Various Neanderthal Populations, Study Says

Modern humans in Eurasia carry genetic material inherited from Altai Neanderthals, according to a study published in the journal Genética. This is noteworthy because past research has shown that Neanderthals connected to a different location — the Vindija Cave in Croatia — have also contributed DNA to modern-day Eurasian populations.

Various Neanderthal populations contributed to extant human genetic variation in a population-specific manner.

“It’s not a single introgression of genetic material from Neanderthals,” said University at Buffalo’s Dr. Omer Gokcumen, senior author of the study.

“It’s just this spider web of interactions that happen over and over again, where different ancient hominins are interacting with each other, and our paper is adding to this picture.”

“This project will now add to an emerging chorus — we’ve been looking into this phenomenon for a couple of years, and there are a couple of papers that came out recently that deal with similar concepts.”

“The picture in my mind now is we have all these archaic hominin populations in Europe, in Asia, in Siberia, in Africa.”

“For one reason or another, the ancestors of modern humans in Africa start expanding in population, and as they expand their range, they meet with these other hominins and absorb their DNA, if you will.”

“We probably met different Neanderthal populations at different times in our expansion into other parts of the globe.”

Dr. Gokcumen and colleagues analyzed the DNA of hundreds of people of Eurasian ancestry.

The goal was to hunt for fragments of genetic material that may have been inherited from Neanderthals.

The researchers found that the Eurasian populations could trace some genetic material back to two different Neanderthal lineages: one represented by a Neanderthal whose remains were discovered in the Vindija cave in Croatia, and another represented by a Neanderthal whose remains were discovered in the Altai mountains.

They also discovered that the modern-day populations they studied also share genetic deletions — areas of DNA that are missing — with both the Vindija and Altai Neanderthal lineages.

The DNA of the Vindija and Altai Neanderthals, along with the modern human populations studied, were previously sequenced by different research teams.

“It seems like the story of human evolution is not so much like at tree with branches that just grow in different directions. It turns out that the branches have all these connections between them,” Dr. Gokcumen said.

“We are figuring out these connections, which is really exciting. The story is not as neat as it was before. Every single ancient genome that is sequenced seems to create a completely new perspective in our understanding of human evolution, and every new genome that’s sequenced in the future may completely change the story again.”

Ozgur Taskent et al. Analysis of Haplotypic Variation and Deletion Polymorphisms Point to Multiple Archaic Introgression Events, Including from Altai Neanderthal Lineage. Genética, published online March 31, 2020 doi: 10.1534/genetics.120.303167


Unanswered Questions Remain

One of the questions rising from this new study, however, is how these small Neanderthal groups managed to spread all over Europe (from Spain to Siberia). Joshua Schreiber, a population geneticist at Temple University who was not involved in the research, is not sure how these genes could have spread across such a big territory back then. “It’s hard for genes to move when they don’t have cars and airplanes,” he tells The Verge , even though he agrees that the new theory makes a lot of sense and could reshape human history if further genetic analyses back it up.

Furthermore, Schreiber says that mitochondrial DNA is only a small part of the larger genetic puzzle and to confirm their analyses, the researchers will need nuclear DNA as well. What complicates things for the research team even more though, is that no nuclear DNA has been recovered from the ancient thigh bone, since it was chewed over by carnivores and contaminated with modern DNA. Nevertheless, Posth and his team hope that enough DNA samples may make it possible to retrace humans’ very early migration even without a fossil record, “We can track the human genes appearing among Neanderthals. It’s a nice parallelism with what happens later, with the Neanderthals inside of us,” he tells The Verge , implying that the research will continue for a long time to come.