Figura 1:Simulazioni al computer della densità di popolazione di Neanderthal (a sinistra) e Homo sapiens (a destra) 43, 000 anni fa (in alto) e 38, 000 anni fa (inferiore). I cerchi arancioni (verdi) indicano i siti archeologici di Neanderthal (Homo sapiens) durante 5, Intervalli di 000 anni centrati intorno a 43 e 38 mila anni prima del presente. Credito:Istituto per le scienze di base
Gli scienziati del clima dell'IBS Center for Climate Physics scoprono che, contrariamente alle convinzioni precedenti, L'estinzione dei Neanderthal non è stata né causata da improvvisi cambiamenti climatici glaciali, né incrociando con Homo sapiens. Secondo le nuove simulazioni del modello di supercomputer, solo la competizione tra Neanderthal e Homo sapiens può spiegare la rapida scomparsa dei Neanderthal circa 43-38 mila anni fa.
I Neanderthal hanno vissuto in Eurasia per almeno 300, 000 anni. Quindi, circa 43-38 mila anni fa scomparvero rapidamente dalla faccia della terra, lasciando solo deboli tracce genetiche nelle odierne popolazioni di Homo sapiens. È noto che la loro estinzione ha coinciso con un periodo di condizioni climatiche rapidamente fluttuanti, così come con l'arrivo dell'Homo sapiens in Europa. Però, determinare quale di questi fattori fosse la causa dominante, è rimasta una delle più grandi sfide dell'antropologia evolutiva.
Per quantificare quali processi hanno giocato un ruolo importante nel crollo delle popolazioni di Neanderthal è necessario utilizzare modelli matematici in grado di simulare realisticamente la migrazione di Neanderthal e Homo sapiens, le loro interazioni, competizione e incroci in un ambiente climatico mutevole. Tali modelli non esistevano in precedenza.
In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Recensioni di scienza quaternaria , Axel Timmermann, direttore dell'IBS Center for Climate Physics presso l'Università Nazionale di Pusan, presenta il primo modello realistico di simulazione al computer dell'estinzione dei Neanderthal in tutta l'Eurasia (Figura 1). Il modello che è composto da diverse migliaia di righe di codice informatico ed è eseguito sul supercomputer IBS Aleph, risolve una serie di equazioni matematiche che descrivono come i Neanderthal e l'Homo sapiens si muovevano in un paesaggio glaciale variabile nel tempo e con temperature variabili, precipitazioni e modelli di vegetazione. Nel modello entrambi i gruppi di ominidi competono per le stesse risorse alimentari e una piccola frazione può incrociarsi. I parametri chiave del modello sono ottenuti da simulazioni realistiche del modello climatico al computer, dati genetici e demografici.
"Questa è la prima volta che possiamo quantificare i driver dell'estinzione di Neanderthal, " ha detto Timmermann. "Nel modello di computer posso attivare e disattivare diversi processi, come il cambiamento climatico improvviso, incroci o competizione", ha affermato. Confrontando i risultati con quelli paleoantropologici esistenti, dati genetici e archeologici (Figura 1), Timmermann ha dimostrato che un'estinzione realistica nel modello informatico è possibile solo se l'Homo sapiens avesse vantaggi significativi rispetto ai Neanderthal in termini di sfruttamento delle risorse alimentari esistenti. Anche se il modello non specifica i dettagli, le possibili ragioni della superiorità dell'Homo sapiens potrebbero essere state associate a migliori tecniche di caccia, maggiore resistenza ai patogeni o maggiore fecondità.
Ciò che ha causato esattamente la rapida scomparsa di Neanderthal è rimasto inafferrabile per molto tempo. Questo nuovo approccio di modellazione al computer identifica l'esclusione competitiva come la probabile ragione della scomparsa dei nostri cugini.
"I Neanderthal hanno vissuto in Eurasia negli ultimi 300 anni, 000 anni e sperimentato e adattato ai bruschi cambiamenti climatici, che furono ancora più drammatici di quelli avvenuti durante il periodo della scomparsa di Neanderthal. Non è un caso che i Neanderthal siano scomparsi proprio in quel momento, quando l'Homo sapiens iniziò a diffondersi in Europa, " dice Timmermann. Aggiunge "Le nuove simulazioni del modello al computer mostrano chiaramente che questo evento è stata la prima grande estinzione causata dalla nostra stessa specie".
Un team di ricerca presso l'IBS Center for Climate Physics sta ora migliorando il modello al computer per includere anche la megafauna e implementare forzanti climatiche più realistiche. "Questo è un nuovo campo di ricerca in cui gli scienziati del clima possono interagire con i matematici, genetisti, archeologi e antropologi, ", ha detto Axel Timmermann.