Klimatforskare från IBS Center for Climate Physics upptäcker att, i motsats till tidigare uppfattningar, Neandertalarnas utrotning orsakades inte heller av plötsliga glaciala klimatförändringar, inte heller genom korsning med Homo sapiens. Enligt nya superdatormodellsimuleringar, endast konkurrens mellan neandertalare och Homo sapiens kan förklara neandertalarnas snabba bortgång för cirka 43 till 38 tusen år sedan.

Neandertalare levde i Eurasien i minst 300, 000 år. Sedan, för cirka 43 till 38 tusen år sedan försvann de snabbt från jordens yta, lämnar endast svaga genetiska spår i dagens Homo sapiens-populationer. Det är välkänt att deras utrotning sammanföll med en period av snabbt fluktuerande klimatförhållanden, samt med Homo sapiens ankomst till Europa. Dock, bestämma vilken av dessa faktorer som var den dominerande orsaken, har förblivit en av de största utmaningarna inom evolutionär antropologi.

För att kvantifiera vilka processer som spelade en viktig roll i kollapsen av neandertalpopulationer behöver man använda matematiska modeller som realistiskt kan simulera migrationen av neandertalare och Homo sapiens, deras interaktioner, konkurrens och korsning i en föränderlig klimatmiljö. Sådana modeller fanns inte tidigare.

I en ny artikel publicerad i tidskriften Kvartärvetenskapliga recensioner , Axel Timmermann, chef för IBS Center for Climate Physics vid Pusan ​​National University, presenterar den första realistiska datormodellsimuleringen av utrotningen av neandertalare över Eurasien (Figur 1). Modellen som består av flera tusen rader datorkod och körs på IBS superdator Aleph, löser en serie matematiska ekvationer som beskriver hur neandertalare och Homo sapiens rörde sig i ett tidsvarierande glacialt landskap och under skiftande temperatur, nederbörd och vegetationsmönster. I modellen tävlar båda hominingrupperna om samma matresurser och en liten del tillåts korsa sig. Modellens nyckelparametrar erhålls från realistiska simuleringar av klimatdatormodeller, genetiska och demografiska data.

"Det här är första gången vi kan kvantifiera drivkrafterna bakom neandertalarnas utrotning, ", sa Timmermann. "I datormodellen kan jag slå på och stänga av olika processer, som plötsliga klimatförändringar, korsning eller konkurrens", sa han. Genom att jämföra resultaten med befintliga paleo-antropologiska, genetiska och arkeologiska data (Figur 1), Timmermann visade att en realistisk utrotning i datormodellen endast är möjlig om Homo sapiens hade betydande fördelar jämfört med neandertalare när det gäller att utnyttja befintliga matresurser. Även om modellen inte anger detaljerna, möjliga orsaker till Homo sapiens överlägsenhet kunde ha associerats med bättre jakttekniker, starkare motståndskraft mot patogener eller högre grad av fruktsamhet.

Exakt vad som orsakade den snabba neandertalarnas död har varit svårfångad under lång tid. Denna nya datormodelleringsmetod identifierar konkurrensutslagning som den troliga orsaken till att våra kusiner försvinner.

"Neandertalare har bott i Eurasien de senaste 300, 000 år och erfarna och anpassade till plötsliga klimatförändringar, som var ännu mer dramatiska än de som inträffade under tiden för neandertalarens försvinnande. Det är inte en slump att neandertalarna försvann just vid den tiden, när Homo sapiens började sprida sig till Europa, " säger Timmermann. Han tillägger "De nya datormodellsimuleringarna visar tydligt att denna händelse var den första stora utrotningen som orsakades av vår egen art."

Ett forskarlag vid IBS Center for Climate Physics förbättrar nu datormodellen till att även omfatta megafauna och implementera mer realistiska klimatpåverkan. "Detta är ett nytt forskningsfält där klimatforskare kan interagera med matematiker, genetiker, arkeologer och antropologer, sa Axel Timmermann.