Neanderthalers kregen rond 75.000 jaar geleden een grote populatiecrash

Een internationaal onderzoeksteam concludeert dat Neanderthalers te maken kregen met een forse populatiecrash die rond 75.000 jaar geleden inzette.

Daarna herstelde de populatie zich nog enige tijd, maar bijna alle late Neanderthalers in Europa bleken af te stammen van één kleine groep.

Die beperkte genetische diversiteit kan een rol hebben gespeeld bij hun uiteindelijke uitsterven, dat rond 40.000 jaar geleden wordt geplaatst.

Neanderthaler-populatiecrash en een vermoedelijk refugium in Zuidwest-Frankrijk

"We hebben aanwijzingen dat Neanderthalers Europa continu bewoonden tussen 400.000 en 40.000 jaar geleden," zegt paleogeneticus Cosimo Posth van de Universiteit van Tübingen in Duitsland.

"Toch beschikken we slechts over fragmentarische details van hun populatiegeschiedenis. Tot nu toe weten we maar weinig over de evolutionaire ontwikkelingen die aan hun uitsterven voorafgingen."

Om dat gat te dichten combineerden de onderzoekers in de nieuwe studie DNA-analyses met bestaand archeologisch bewijs. Zo wilden ze verklaren hoe ijstijdomstandigheden Neanderthaler-groepen rond 75.000 jaar geleden mogelijk dwongen zich op grote schaal terug te trekken naar één veilige zone, een refugium, ergens in Zuidwest-Frankrijk.

mtDNA van 59 late Neanderthalers (60.000–40.000 jaar geleden)

De late Neanderthalers in Europa die hier zijn onderzocht leefden tussen 60.000 en 40.000 jaar geleden. Het team analyseerde mitochondriaal DNA (mtDNA) - dat via de moederlijke lijn wordt doorgegeven - uit botten en tanden van 59 afzonderlijke Neanderthalers.

Hoewel mtDNA niet het volledige genoom omvat zoals gewoon DNA, blijft het in het milieu vaak beter bewaard over perioden van tienduizenden jaren. Bovendien is het doorgaans makkelijker te isoleren uit oude resten, zoals in dit onderzoek is gedaan.

Met een statistische analyse van het mtDNA konden de onderzoekers 65.000 jaar geleden aanwijzen als het moment waarop de genetica van de populatie weer duidelijker begon te variëren. Dat valt ongeveer samen met de periode waarin Neanderthalers opnieuw uit hun ijstijdrefugium zouden hebben kunnen uitbreiden.

Hoewel de mtDNA-monsters uit een groot geografisch gebied kwamen, domineerde overal dezelfde moederlijke genetische tak. Dat wijst op een gedeelde oorsprong die teruggaat op een opvallend kleine groep individuen.

"Dit verklaart waarom bijna alle tot nu toe gesequencete late Neanderthalers - van het Iberisch Schiereiland tot de Kaukasus - tot dezelfde geërfde lijn van mitochondriaal DNA behoren," zegt Posth.

Een nieuwe, scherpe daling van genetische diversiteit (45.000–42.000 jaar geleden)

Het verloop bleef echter niet probleemloos. Het mtDNA liet namelijk ook een plotselinge en sterke terugval zien in de genetische diversiteit van Neanderthalers tussen 45.000 en 42.000 jaar geleden.

Dat geldt als aanwijzing voor een aanzienlijke en snelle afname van de populatieomvang, in de aanloop naar het definitieve uitsterven dat rond 40.000 jaar geleden wordt verondersteld.

Het beeld past bij een soort die zich herhaaldelijk over grote gebieden verspreidde en vervolgens weer uiteenviel in kleinere groepen. Zulke versnippering kan een populatie kwetsbaarder maken voor natuurrampen, druk vanuit het milieu en de gevolgen van lage genetische diversiteit (zoals ziekte en schadelijke mutaties).

Hoewel er verschillende aannames nodig zijn om de door de onderzoekers geschetste tijdlijn te reconstrueren, en mtDNA niet het complete beeld kan geven dat volledige DNA-profielen wel bieden, presenteert de studie volgens de auteurs een overtuigende onderbouwing.

Daarmee zouden we Europese Neanderthaler-afstamming waarschijnlijk niet als een rechte lijn moeten zien. In plaats daarvan trok de populatie zich terug, breidde later weer uit en stortte vervolgens opnieuw in, voordat zij volledig verdween - dat is het verhaal dat deze gegevens vertellen.

Elke nieuwe Neanderthaler-studie voegt iets toe aan deze intrigerende periode, vlak voordat Homo sapiens de meest dominante soort op de planeet begon te worden. Meer leren over Neanderthalers kan vaak ook leiden tot beter begrip van onze eigen soort en onze eigen geschiedenis.

mtDNA én archeologische gegevens in één reconstructie

De studie laat bovendien zien hoe verschillende analysemethoden binnen één onderzoek - in dit geval zowel mtDNA als een bredere verzameling archeologische gegevens die de verplaatsingen van Neanderthaler-populaties door de tijd heen in beeld brengen - kunnen worden ingezet om oude geschiedenis op een betekenisvolle manier te reconstrueren.

"Dit stelde ons in staat de twee bewijslijnen te combineren en de demografische geschiedenis van Neanderthalers in ruimte en tijd te reconstrueren," zegt Jesper Borre Pedersen, paleolithisch archeoloog aan de Universiteit van Tübingen.

Het onderzoek is gepubliceerd in PNAS.