Supercomputermodelsimuleringer afslører årsagen til neandertalerens udryddelse

Klimaforskere fra IBS Center for Climate Physics opdager, at i modsætning til tidligere troet, Neandertalers udryddelse var heller ikke forårsaget af bratte glaciale klimaændringer, heller ikke ved krydsning med Homo sapiens. Ifølge nye supercomputermodelsimuleringer, kun konkurrence mellem neandertalere og Homo sapiens kan forklare neandertalernes hurtige død for omkring 43 til 38 tusind år siden.

Neandertalere levede i Eurasien i mindst 300, 000 år. Derefter, for omkring 43 til 38 tusinde år siden forsvandt de hurtigt fra jordens overflade, efterlader kun svage genetiske spor i nutidens Homo sapiens-populationer. Det er veletableret, at deres udryddelse faldt sammen med en periode med hurtigt svingende klimatiske forhold, samt med Homo sapiens' ankomst til Europa. Imidlertid, at bestemme hvilken af ​​disse faktorer der var den dominerende årsag, er fortsat en af ​​de største udfordringer inden for evolutionær antropologi.

For at kvantificere hvilke processer, der spillede en stor rolle i sammenbruddet af neandertalerbefolkninger, er man nødt til at bruge matematiske modeller, der realistisk kan simulere migrationen af ​​neandertalere og Homo sapiens, deres interaktioner, konkurrence og krydsning i et skiftende klimatisk miljø. Sådanne modeller eksisterede ikke tidligere.

I et nyt papir offentliggjort i tidsskriftet Kvartærvidenskabelige anmeldelser , Axel Timmermann, direktør for IBS Center for Climate Physics ved Pusan ​​National University, præsenterer den første realistiske computermodelsimulering af udryddelsen af ​​neandertalere på tværs af Eurasien (figur 1). Modellen, som består af flere tusinde linjer med computerkode og køres på IBS supercomputeren Aleph, løser en række matematiske ligninger, der beskriver, hvordan neandertalere og Homo sapiens bevægede sig i et tidsvarierende islandskab og under skiftende temperatur, nedbørs- og vegetationsmønstre. I modellen konkurrerer begge hominingrupper om de samme føderessourcer, og en lille del får lov til at krydse hinanden. Nøgleparametrene for modellen er opnået fra realistiske klimacomputermodelsimuleringer, genetiske og demografiske data.

"Det er første gang, vi kan kvantificere årsagerne til neandertaler-udryddelse, " sagde Timmermann. "I computermodellen kan jeg tænde og slukke for forskellige processer, såsom pludselige klimaændringer, krydsning eller konkurrence", sagde han. Ved at sammenligne resultaterne med eksisterende palæo-antropologiske, genetiske og arkæologiske data (figur 1), Timmermann demonstrerede, at en realistisk udryddelse i computermodellen kun er mulig, hvis Homo sapiens havde betydelige fordele i forhold til neandertalere med hensyn til at udnytte eksisterende føderessourcer. Selvom modellen ikke specificerer detaljerne, mulige årsager til Homo sapiens overlegenhed kunne have været forbundet med bedre jagtteknikker, stærkere modstandsdygtighed over for patogener eller højere grad af frugtbarhed.

Hvad der præcist forårsagede den hurtige neandertaler-død har været uhåndgribelig i lang tid. Denne nye computermodelleringstilgang identificerer konkurrencemæssig udelukkelse som den sandsynlige årsag til vores fætres forsvinden.

"Neandertalere har boet i Eurasien i de sidste 300, 000 år og erfaren og tilpasset bratte klimaændringer, som var endnu mere dramatiske end dem, der fandt sted under neandertalerens forsvinden. Det er ikke en tilfældighed, at neandertalerne forsvandt netop på det tidspunkt, da Homo sapiens begyndte at sprede sig til Europa, " siger Timmermann. Han tilføjer:"De nye computermodelsimuleringer viser tydeligt, at denne begivenhed var den første store udryddelse forårsaget af vores egen art."

Et forskerhold ved IBS Center for Klimafysik forbedrer nu computermodellen til også at omfatte megafauna og implementere mere realistiske klimapåvirkninger. "Dette er et nyt forskningsfelt, hvor klimaforskere kan interagere med matematikere, genetikere, arkæologer og antropologer, sagde Axel Timmermann.