Климатологи из Центра физики климата IBS обнаружили, что, вопреки ранее существовавшим убеждениям, вымирание неандертальцев не было вызвано ни резкими ледниковыми сдвигами климата, ни скрещиванием с Homo sapiens. Согласно новой модели суперкомпьютера, только конкуренция между неандертальцами и Homo sapiens может объяснить быструю гибель неандертальцев около 43-38 тысяч лет назад.
Неандертальцы жили в Евразии не менее 300 000 лет. Затем, примерно 43-38 тысяч лет назад, они быстро исчезли с лица земли, оставив лишь слабые генетические следы в современных популяциях Homo sapiens. Точно установлено, что их вымирание совпало с периодом быстро меняющихся климатических условий, а также с приходом Homo sapiens в Европу. Однако определение того, какой из этих факторов был основной причиной, остается одной из самых больших проблем эволюционной антропологии.
Для количественной оценки того, какие процессы сыграли главную роль в коллапсе популяций неандертальцев, необходимо использовать математические модели, которые могут реалистично моделировать миграцию неандертальцев и Homo sapiens, их взаимодействие, конкуренцию и скрещивание в изменяющихся климатических условиях. Таких моделей раньше не было.
В новой статье, опубликованной в журнале Quaternary Science Review, Аксель Тиммерманн, директор Центра физики климата IBS в Национальном университете Пусана, представляет первую реалистичную компьютерную модель вымирания неандертальцев в Евразии. Модель, состоящая из нескольких тысяч строк компьютерного кода и запускаемая на суперкомпьютере IBS Aleph, решает ряд математических уравнений, описывающих, как неандертальцы и Homo sapiens двигались в изменяющемся во времени ледниковом ландшафте и в условиях меняющихся температур, осадков и узоры растительности. В модели обе группы гоминидов конкурируют за одни и те же пищевые ресурсы, и небольшой части разрешается скрещиваться. Ключевые параметры модели получены из реалистичного компьютерного моделирования климата, генетических и демографических данных.
«Это первый раз, когда мы можем количественно определить причины вымирания неандертальцев», - сказал Тиммерманн. «В компьютерной модели я могу включать и выключать различные процессы, такие как резкое изменение климата, скрещивание или конкуренция», - сказал он. Сравнив результаты с существующими палеоантропологическими, генетическими и археологическими данными, Тиммерманн продемонстрировал, что реалистичное вымирание в компьютерной модели возможно только в том случае, если Homo sapiens будет иметь значительные преимущества перед неандертальцами с точки зрения использования существующих пищевых ресурсов. Хотя в модели не уточняются детали, возможные причины превосходства Homo sapiens могли быть связаны с лучшими методами охоты, большей устойчивостью к патогенам или более высоким уровнем плодовитости.
Что именно вызвало быструю гибель неандертальцев, долгое время оставалось неясным. Этот новый подход к компьютерному моделированию определяет конкурентное исключение как вероятную причину исчезновения наших кузенов. «Неандертальцы жили в Евразии последние 300 000 лет и испытали и приспособились к резким изменениям климата, которые были даже более драматичными, чем те, которые произошли во времена исчезновения неандертальцев. Не случайно неандертальцы исчезли именно в это время, когда Homo sapiens начал распространяться в Европе», - говорит Тиммерманн. Он добавляет: «Новые компьютерные модели ясно показывают, что это событие было первым крупным вымиранием, вызванным нашим собственным видом».
Исследовательская группа Центра физики климата IBS в настоящее время совершенствует компьютерную модель, чтобы также включить мегафауну и реализовать более реалистичные воздействия на климат. «Это новая область исследований, в которой ученые-климатологи могут взаимодействовать с математиками, генетиками, археологами и антропологами», - сказал Аксель Тиммерманн.