Symulacja superkomputera wskazuje, że neandertalczycy wymarli, bo przegrali w rywalizacji z Homo sapiens. Do tej pory sądzono, że przyczyną były wyniszczające choroby albo wielki mróz
Jeszcze 40 tysięcy lat temu mógłbyś człowieku spotkać na swojej drodze neandertalczyka. Mocny, krępy, groźnie wyglądający, o prymitywnym kośćcu, grubym kostnym wale czaszki nad oczodołami. Jednym z pierwszych znalezisk o cechach neandertalczyka był wykopany w 1856 roku w niemieckim Neanderthalu niekompletny szkielet o pierwotnych cechach.
Prehistoryczny Arnold
Książki przyrodnicze z tego czasu przedstawiają człowieka neandertalskiego jako włochatego, krępego osobnika niewysokiej, ociężałej postury przypominającego małpę. Współczesne dają im już więcej „ludzkich” przymiotów – był przede wszystkim niezwykle umięśniony, co ciekawe o puszce czaszkowej większej, niż nasza.
Wszelkie sugestie, że neandertalczycy byli prymitywnymi ludźmi, zostały odrzucone, a odkrycia pokazują, że byli inteligentni, zdolni do przetrwania w nieprzyjaznym środowisku i altruistyczni.
Obecnie nauka dysponuje dużą liczbą szczątków pochodzących od ponad 400 osobników. Znaleziono je do tej pory w Hiszpanii, Francji, Włoszech, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Belgii, Chorwacji, Izraelu, Iraku, Portugalii, Rumunii, Czechach oraz Polsce – m.in. w Jaskini Ciemnej Ojcowskiego Parku Narodowego. Całkiem niedawno, w 2018 roku archeolodzy odkryli na jej terenie paliczki – kości dłoni neandertalskiego dziecka, które są datowane na około 115 tys. lat. Tak, neandertalczycy zamieszkiwali Stary Kontynent co najmniej od 400 tysięcy lat, a ich miejsce zajął wędrujący z Afryki przez Bliski Wschód Homo sapiens. Ale dlaczego neandertalczycy zniknęli?
Susza i mróz?
Hipotetyczny scenariusz ich zagłady zaproponował niedawno prof. Michael Staubwasser z Uniwersytetu w Kolonii, przywołując zmiany klimatyczne i występowanie w czasie, kiedy doszło do wyginięcia człowieka neandertalskiego dwóch niesprzyjających okresów: zimnego i suchego.
Według teorii badacza pierwszy rozpoczął się 44 tysiące lat temu i trwał ok. 1 tys. lat, drugi rozpoczął się ok. 40 tysięcy lat temu i trwał kolejne 600 lat. Gęste lasy zastępowały prerie, a populacja zwierząt leśnych, pożywienia dla neandertalczyków, było coraz mniej.
Pojawienie się Homo sapiens lepiej przystosowanych do funkcjonowania w nowych warunkach, w połączeniu z osłabieniem neandertalczyków, wpłynęło na ich całkowite wyeliminowanie.
Homo sapiens miał znaczącą przewagę nad neandertalczykami pod względem wykorzystania zasobów żywności. Przyczyny wyższości Homo sapiens mogły być związane z lepszymi technikami łowieckimi, narzędziami, większą odpornością i wyższym poziomem płodności
Inne teorie dotyczą problemów z płodnością, zaburzeń proporcji między kobietami i mężczyznami: to nie zmiany klimatu a potężna zapaść demograficzna miała doprowadzić do wymarcia naszych krewnych. Dominowała więc ogólna teza, że główną przyczyną była silna ekspansja gatunku Homo sapiens, który zepchnął neandertalczyków na coraz mniej sprzyjające przetrwaniu tereny.
Niezależne badania pod kierunkiem Anny Degioanni z Aix Marseille Universite i przez Krista Vaesena z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven oparto o matematyczny model wahań liczebności populacji. Wnioski są zbieżne: głównych przyczyn wyginięcia gatunku należy szukać w kryzysie demograficznym. Dużej śmiertelności noworodków towarzyszyło duże rozproszenie małych grup neandertalczyków. Prowadziło to do krzyżowania się osób ze sobą spokrewnionych, a w konsekwencji komplikacji genetycznych w populacji neandertalskiej.
Mowa wulkanów
Była też lansowana teza, że Homo sapiens był bardziej inteligentny i przede wszystkim dysponował możliwością lepszej komunikacji między osobnikami, co pozwoliło mu na dominację nad człowiekiem neandertalskim. Jednak badania DNA wykazały, iż neandertalczyk posiadał gen, który występuje tylko u istot potrafiących artykułować dźwięki. Odnaleziono również kości gnykowe, będące elementem krtani, pozwalające mówić. Dlatego przypuszcza się, że potrafił on komunikować się, choć w sposób bardziej prymitywny od Homo sapiens.
Ciekawą wydaje się być teoria dr Witalieny Gołowanowej z Laboratorium Prehistorycznego w Petersburgu. Twierdzi, iż do zagłady Homo neanderthalensis mogły przyczynić się erupcje wulkanów we Włoszech (ok. 40 tys. lat temu) i na Kaukazie (ok. 45-40 tys. lat temu), a pyły wulkaniczne odcięły dopływ światła słonecznego, wywołując ochłodzenie klimatu i śmierć fauny i flory w niektórych regionach. Jak widać, wszystkie teorie mają ze sobą coś wspólnego, choć każda za główną przyczynę uznaje inny czynnik.
Model supermaszyny
Profil historyczny neandertalczyka z brytyjskiego Muzeum Historii Naturalnej wyjaśnia, że neandertalczycy mieszkali u boku Homo sapiens przez pewien czas, a Europejczycy i Azjaci mają dziś około 2 procent ich DNA. Dokładnie, dlaczego zniknęli neandertalczycy, nie jest pewne.
Najnowsza teoria dotycząca wyginięcia człowieka neandertalskiego powstała w Centrum Fizyki Klimatycznej IBS (Institute for Basic Science) w państwowym Uniwersytecie Pusan w Korei Południowej. Klimatolodzy twierdzą, że wyginięcie neandertalczyków nie było spowodowane nagłymi zmianami klimatu ani krzyżowaniem się z bliskimi krewnymi oraz Homo sapiens, osłabiającym gatunek. Według nowych symulacji modelu superkomputera może to wyjaśniać jedynie konkurencja i współzawodnictwo między neandertalczykami i Homo sapiens o żywność i zasoby w zmieniającym się środowisku klimatycznym.
Axel Timmermann, dyrektor Centrum IBS, przedstawił realistyczny komputerowy model symulacji wyginięcia neandertalczyków na terenie całej Eurazji. To pierwsza taka symulacja na świecie.
Kluczowe parametry modelu są uzyskiwane z realistycznych komputerowych symulacji klimatu, danych genetycznych i demograficznych. Składający się z kilku tysięcy wierszy kodu komputerowego i działający na superkomputerze IBS Aleph rozwiązuje szereg równań matematycznych opisujących ruch Neandertalczyków i Homo sapiens w zmieniającym się w czasie krajobrazie lodowcowym i przy zmiennej temperaturze, opadach deszczu i różnych wzorach roślinności. W modelu obie grupy rywalizują o te same zasoby żywności, a tylko niewielka część może się krzyżować.
Bo brakowało jedzenia
Zespół Timmermanna wykazał, że realistyczne wyginięcie w modelu komputerowym jest możliwe tylko wtedy, gdy Homo sapiens miał znaczącą przewagę nad neandertalczykami pod względem wykorzystania zasobów żywności. Przyczyny wyższości Homo sapiens mogły być związane z lepszymi technikami łowieckimi, narzędziami, większą odpornością i wyższym poziomem płodności. Nie jest zatem przypadkiem, że człowiek neandertalski wyginął, gdy na terytorium jego bytowania pojawił się Homo sapiens. Krzyżowanie prawdopodobnie tylko w niewielkim stopniu przyczyniło się do wyginięcia neandertalczyków, podobnie było z nagłymi zmianami klimatu.
„Nowe symulacje modelu komputerowego wyraźnie pokazują, że było to pierwsze poważne wyginięcie spowodowane przez nasz gatunek” – powiedział Timmermann w oświadczeniu.
Kod matlab HDM2 i pliki forcings netcdf są dostępne tutaj.