ネアンデルタール人と現生人類の交雑の性差
ネアンデルタール人（Homo neanderthalensis）と現生人類（Homo sapiens）の交雑における性差を示した研究（Platt et al., 2026）が報道されました。［］は本論文の参考文献の番号で、当ブログで過去に取り上げた研究のみを掲載しています。日本語の解説記事もあります。ネアンデルタール人と現生人類との間に1回のみではない複雑な交雑があり、非アフリカ系現代人全員のゲノムには1～2%程度のネアンデルタール人由来の領域があることは、すでに広く知られているように思います［11］。
また、両者の交雑が性別の偏ったものだった可能性も指摘されてきました。つまり、非アフリカ系現代人では常染色体と比較してX染色体上のネアンデルタール人由来と推定される領域の割合がずっと低く［3］、これはネアンデルタール人と現生人類の交雑が、おもにネアンデルタール人男性と現生人類女性だったことを反映している、というわけです。しかし、非アフリカ系現代人のゲノムにおいて、ネアンデルタール人由来のDNAがほぼ皆無と推定されている「砂漠領域」は、X染色体のみならず、常染色体でも見られ、生殖不適合やネアンデルタール人由来領域の適応度が低かった可能性も指摘されています［3］。
ネアンデルタール人と現生人類との交雑は、ネアンデルタール人から現生人類への一方向ではなく、双方向だったことも知られています［11］。ネアンデルタール人のゲノムに現生人類系統由来の遺伝的祖先系統（祖先系譜、祖先成分、祖先構成、ancestry）をもたらした交雑は、25万～20万年前頃に起きた、と推定されています［11］。本論文は、ネアンデルタール人のX染色体上における現生人類由来と推定される領域の割合が、常染色体と比較してずっと高く、X染色体上のコード領域よりも非コード領域で高い割合が保持されているため、25万～20万年前頃の交雑はおもにネアンデルタール人男性と現生人類女性の間で起きたのではないか、と推測しています。
ネアンデルタール人では、父方居住社会の可能性が指摘されています（Skov et al., 2022）。つまり、女性が出生集団を離れ、男性が出生集団に留まるような社会構造だったかもしれない、というわけです。20万年以上前にネアンデルタール人と交雑した現生人類系統の集団も同様だったならば、ネアンデルタール人のゲノムにおける現生人類由来と推定される領域の分布が不均一であることを説明できるかもしれません。しかし本論文は、そうした社会構造のみに起因する可能性を否定していませんが、ネアンデルタール人男性が現生人類女性を好む、配偶者選好に起因する可能性の方が高い、と指摘しています。ただ本論文は、配偶者選好とともに、父方居住のような社会構造が影響を及ぼした可能性も指摘しています。今後は、非アフリカ系現代人全員のゲノムにネアンデルタール人由来領域をもたらした50500～43500年前頃のネアンデルタール人と現生人類の交雑［3］について、検証が進むことを期待しています。
以下の略称は、DNA（deoxyribonucleic acid、デオキシリボ核酸）、IBD（identity-by-descent、同祖対立遺伝子）、AMH（anatomically modern human、解剖学的現代人、現生人類）です。本論文で取り上げられる主要な現代人集団は、ボツワナの採食民であるクー人（!Xoo）とジュホアン人（Ju|’hoansi）とコイサン人（Khoesan）、エチオピア南西部の採食民でナイル・サハラ語族と関連する未分類言語の話者であるチャブ人（Chabu、Sabue）です。本論文で取り上げられる主要な遺跡は、シベリア南部のアルタイ山脈のチャギルスカヤ洞窟（Chagyrskaya Cave）、クロアチアのヴィンディヤ（Vindija）洞窟、です。
●要約
混合や他の人口統計学的過程における性別の偏りは、ヒトの進化におやいて繰り返し起きている特徴です。ネアンデルタール人とAMHとの間の混合について、現代人の常染色体と比較してのX染色体におけるネアンデルタール人祖先系統の相対的欠如の説明として、性別の偏りが提案されてきました。ネアンデルタール人のX染色体におけるAMH祖先系統の相対的に62%の過剰が観察されたことによって、この2集団【ネアンデルタール人とAMH】間の交雑は、おもに男性のネアンデルタール人と女性のAMHとして特徴づけられました。解析的および数値モデル化は、性別の偏りのより節約的な原因として、男女の移動の異なるパターンを伴う純粋な人口統計学的過程ではなく、配偶者選好を提示します。
●研究史
ネアンデルタール人ゲノムの現代人ゲノムへの配置において明らかになった顕著な特徴の一つは、現代人のゲノム内の「ネアンデルタール人砂漠」でもこれは、ネアンデルタール人のアレル（対立遺伝子）が現代人（および古代の現生人類）の遺伝子プールにおいて著しく稀なゲノム領域です。これらは、常染色体全体やX染色体のほとんどに散在している数百万塩基対から構成されています［1～4］。最近の常染色体ゲノム研究は、初期現生人類からの遺伝子流動が欠如していた、アルタイ地域のネアンデルタール人のゲノムの領域を伴う、現代人のゲノムにおけるネアンデルタール人砂漠間の相関を示しており、これら共通の砂漠は2集団【ネアンデルタール人と現生人類】間の初期の種分化から生じたゲノム不適合成遺伝子座を表している、と示唆されています。この観察から、現代人のX染色体全域におけるネアンデルタール人砂漠に関する、大きく二分される仮説が提示され、それは、（1）現代人の遺伝子プールにおけるX染色体でのネアンデルタール人遺伝子座の欠如は、X染色体染色体からネアンデルタール人アレルを優先的に除去した自然選択の結果である［8、9］か、（2）ネアンデルタール人のX染色体の寄与はごく初期から減少しており、ネアンデルタール人男性およびAMH女性へと偏った元々の交雑を表している、というものです。
これらの仮説を解決するには、ネアンデルタール人集団内のAMHアレルの進化的運命の理解が必要です。現代人の遺伝子プールにネアンデルタール人祖先系統をもたらした49000～45000年前頃の【ネアンデルタール人と現生人類との間の】混合［3、4］より後のネアンデルタール人のゲノムはありませんが、AMH祖先系統を示すアルタイ地域のネアンデルタール人のゲノムへとつながった、25万年前頃となるそれ以前の遺伝子移入のデータはあります［5、11、12］。現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人のX染色体の欠如につながった特徴的な現象が、AMHとネアンデルタール人の交雑事象全体で保存されていたならば、提案されている異なる機序は、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHからの遺伝子移入のパターンに関して、根本的に異なる予測につながります。本論文は、ネアンデルタール人への初期AMHからの遺伝子流動によって提供された自然実験を用いて、表1に概略されたこれらの予測を検証します。
ネアンデルタール人におけるAMHからの遺伝子移入を特徴づけるために、局所的な遺伝子移入識別手法であるIBDmix［13］を用いて、サハラ砂漠以南の現代人3集団の女性73個体のゲノムの参照パネルが、ネアンデルタール人のゲノムと比較されました。このサハラ砂漠以南のアフリカの現代人3集団は、ネアンデルタール人祖先系統が0.1%未満と以前に示されている、ボツワナのコイサン人であるクー人およびジュホアン人と、エチオピア南西部の採食民で、ナイル・サハラ語族と関連する未分類言語の話者であるチャブ人です。最古級（122200年前頃）の高品質なネアンデルタール人ゲノム配列で、最も単純な混合史を経た可能性が高い、アルタイ地域のネアンデルタール人女性の標本1点［14、15］のゲノムにおもに焦点が当てられましたが、8万年前頃のチャギルスカヤ洞窟［16］と52000年前頃のヴィンディヤ洞窟［15］のネアンデルタール人女性標本も検討されました。
●ゲノム不適合性に対する自然選択の分析
ネアンデルタール人のアレルが現代人の遺伝子プールで欠けているAMHのゲノムの常染色体領域（古代型砂漠）について、相同なネアンデルタール人領域では通常、AMHから遺伝子移入された領域が欠けています［5］。この共通パターンは、種分化の標準モデルと一致し、そうしたモデルでは、ゲノムにおいてアレルは集団固有の相互作用を獲得し、他の集団のゲノム背景の状況に置かれると、有害な影響をもたらします。この状況では、古代型砂漠は、雑種不適合性を引き起こす、系統固有のヌクレオチド置換の可能性が高まります。半接合体のX染色体を有する種間では、孤立した集団間でX染色体上のタンパク質コード領域はより急速に分岐することが一般的で、それは、X染色体でなければ潜性として隠れる多様体に対して選択が用意に作用できるからです。この「より速いX染色体効果」が、繁殖不適合性についてAMHとネアンデルタール人の分岐を促進させたならば、現代人のX染色体におけるネアンデルタール人アレルの欠如のみならず、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHアレルの欠如も見られる、と予測されます。
IBDmix分析に利用可能なゲノムの総計に対するAMHから遺伝子移入された合計領域の比率をとると、アルタイ地域のネアンデルタール人のX染色体には、常染色体と比較して顕著に増加した割合のAMH祖先系統が含まれる（1.62倍）、と計算されました（図1）。チャギルスカヤ洞窟とヴィンディヤ洞窟のネアンデルタール人も、X染色体と常染色体の【AMHからの】遺伝子移入の比率は1を超えています。この結果から、X染色体に固有のAMHとネアンデルタール人との間の遺伝子流動に対する強い選択はなく、現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人アレルの欠如は、単純にX染色体上の不適合性遺伝子座の過剰の結果ではない、と示唆されます。アルタイ地域のネアンデルタール人とその祖先歴史的な有効人口規模がこの結論の大きな要因ではないのは、遺伝的浮動が遺伝子座全体において平均でアレル頻度の予測を変えないからです。以下は本論文の図1です。
●ネアンデルタール人の変異負荷増加に対する自然選択の分析
ネアンデルタール人と比較しての初期AMHのより大きな人口規模のため、初期AMHは軽度に有害な変異の人口をより効率的に排除でき、ネアンデルタール人におけるこのより大きな変異負荷の蓄積が、AMHで見られるアレルと比較して、ネアンデルタール人のアレルが選択的に不利になったことにつながった、と仮定されてきました［9、30］。この現象では、自然選択は機能的に重要な遺伝子座で、ネアンデルタール人のゲノムにおいてAMHアレルを増加させる、と予測されます。先行研究［5］では、これはネアンデルタール人の常染色体には当てはまらず、タンパク質コード領域で他の領域よりAMHアレルを有している可能性は低い、と示され、本論文ではX染色体において同様のパターンが見つかりました。表2で示されているように、アルタイ地域のネアンデルタール人のX染色体における【現生人類から】遺伝子移入された領域には平均して、染色体の背景割合よりも低い割合の、タンパク質をコードしているエクソンや転写因子結合部位や転写促進因子が含まれています。
これらの結果と、ヴィンディヤ洞窟およびチャギルスカヤ洞窟のネアンデルタール人から得られた同様の結果から、ネアンデルタール人のX染色体で見られる過剰なAMH祖先系統は、ゲノムのほとんどの機能部位の内側ではなく外側に位置しており、ネアンデルタール人のX染色体は、AMHの染色体と比較して一般的に有害な原因となるほどの充分な変異負荷を経なかった、と示唆されます。常染色体で見られるのと同様の機能的アレルの遺伝子流動に対する選択はありましたが、これは、現代人のX染色体遺伝子プールにおけるネアンデルタール人祖先系統の広範な欠如を引き起こすには、充分ではなかった可能性が高そうです。
●性別の偏った人口統計学的過程の分析
ヒトは、哺乳類で共通しているように、男女で異なる人口統計学的および拡散の過程が観察されることは多く、それは混合の性別の偏ったパターンにつながります。AMHの女性は男性よりも配偶者の出自人口集団に移動する可能性が高い、という父方居住状況はそれ自体、特定の個体の配偶者選好がなくても、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHからの遺伝子移入の相対的過剰につながるでしょう。しかし、図1で示されているように、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMH祖先系統の相対的な過剰は、1.62と推定されます。女性のみが移住する（ネアンデルタール人と交雑するAMHは全員女性となります）、単純な性別の偏った人口統計学的混合の最も極端な形態でさえ、4:3の比率（1.33）にしかなりません。さらに、ネアンデルタール人のY染色体の組成から、AMH男性とネアンデルタール人女性との間で少なくともいくらかの交雑があった、と示唆されています［40］。
単一の性別の偏った遺伝子移入では、X染色体と常染色体の遺伝子移入比が4:3を超えることはあり得ないだけではなく、ネアンデルタール人集団へのAMH女性の繰り返しの移住で、X染色体と常染色体の遺伝子移入比が4:3を超えることもあり得ません（図2B）。純粋に人口統計学的過程でこれ以上の比率になるには、当初の女性主体のネアンデルタール人集団への移住と、それに続く最初のネアンデルタール人集団からアルタイ地域のネアンデルタール人個体の祖先を構成する第二のネアンデルタール人集団への女性主体の移住など、各段階で異なる性別の偏りを伴う少なくとも2段階の過程が必要です（図2C）。以下は本論文の図2です。
性別の偏った人口統計学的過程で、現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人のX染色体の欠如も説明するには、逆となるAMHへのその後の移住がさらに必要で、つまりは、ネアンデルタール人男性のAMH集団への移動が選好され、AMHにおけるネアンデルタール人祖先系統のX染色体と常染色体の比率がより低くなるように、母方居住の想定です。
●祖先系統固有の配偶選好の分析
性別の偏った移動パターンの欠如でさえ、配偶者選好の単純なモデルは、ネアンデルタール人におけるAMHからの遺伝子移入のX染色体と常染色体の比率の上昇を説明するのに充分です（図2D）。数値模擬実験から、AMH男性もしくはおもにAMH祖先系統の男性に対するAMH女性もしくはおもにAMH祖先系統の女性への選好は、単純な遺伝子移入事象の直後に、ネアンデルタール人のX染色体と常染色体のAMHからの遺伝子移入比を急速に4:3以上に上昇させることができる、と示唆されます。この現象は、モデル媒介変数と実行の詳細の広範囲にわたって見ることができます。選好の同じ方向は、現代人のゲノムにおけるネアンデルタール人からのX染色体と常染色体の比率の偏りの方向も説明していますが、これらの模擬実験で把握された影響はさほど極端ではありません。したがって、配偶者選好は、AMHとネアンデルタール人の混合過程で推測された性別の偏りの説明に節約的な機序ですが、人口統計学的な性別の偏りが果たした重要な役割の可能性は除外されません。配偶選好が遺伝子移入の割合を変える速さは、ネアンデルタール人砂漠がユーラシアの最古級のAMHのゲノムのX染色体にさえ現れる観察［3］と一致します。
AMHとネアンデルタール人の遺伝子移入の観察されたパターンの原因についての充分な仮説として、AMHとネアンデルタール人の間のX染色体の遺伝子流動を制約する広範な自然選択と、機能的なAMHのX染色体を選好する広範な選択の両方が却下されませんでしたが、性別の偏りによって残された強い痕跡に加えて作用する自然選択など、選択と性別の偏りを組み合わせたより複雑な想定は除外されません。さらに、本論文では配偶者選好が純粋な人口統計学的モデルよりも節約的な説明と示されましたが、両者は相互に排他的ではなく、異なる移住と配偶者選好がすべて、同時に作用していたかもしれませんじっさい、ネアンデルタール人のX染色体の機能的と推定される領域におけるAMHからの遺伝子移入の枯渇（染色体全体との比較）と、AMHのX染色体におけるネアンデルタール人からの遺伝子移入の極端な少なさから、より速いX染色体仮説などの何かが、配偶者選好における偏りを同様に補完したかもしれない、と示唆されます。
ゲノム組成において染色体規模のパターンを引き起こす進化的および人口統計学的影響力に加えて、個々の遺伝子座が、適応的遺伝子移入や他の形態の自然選択を含めて、多様性の配分を形成した、独特な影響を経たかもしれません［42］。先行研究［44］で提案された初期現生人類の深い構造を含めて、中立的な人口統計学的過程は、常染色体とX染色体との間の異なる遺伝子移入率の機序を提供しません。しかし、複雑な人口動態は、仮に男女が同じパターンに従って、自然選択が遺伝子流動に有利もしくは不利な染色体固有の選別を生成しないのならば、X染色体と常染色体の両方は平均して、同じ量の遺伝子移入を受けるでしょう［たとえば、9］。基本的に、AMHとネアンデルタール人の分岐および交雑で観察されたパターンは、伝統的な種分化の過程に従っており、おもにネアンデルタール人祖先系統の男性とおもにAMH祖先系統の女性との間の組み合わせが、その逆よりも持続的に選好されたことに影響を受けた可能性が高そうです。本論文で推測されたこの偏りは、20万年隔てられた混合事象を通じて、一貫して維持されたようです。いずれの事象でも、偏りを引き起こした原因は分かりませんが、配偶者選択の選好が時空間的に持続した可能性は、研究されたヒトと【非ヒト】動物の両方で報告されてきました。
参考文献：
Platt A, Harris DN, and Tishkoff SA.(2026): Interbreeding between Neanderthals and modern humans was strongly sex biased. Science, 391, 6788, 922–925.
https://doi.org/10.1126/science.aea6774
Skov L. et al.(2022): Genetic insights into the social organization of Neanderthals. Nature, 610, 7932, 519–525.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05283-y
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［1］Skov L. et al.(2020): The nature of Neanderthal introgression revealed by 27,566 Icelandic genomes. Nature, 582, 7810, 78–83.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2225-9
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［2］Vernot B. et al.(2016): Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals. Science, 352, 6282, 235–239.
https://doi.org/10.1126/science.aad9416
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［3］Iasi LNM. et al.(2024): Neanderthal ancestry through time: Insights from genomes of ancient and present-day humans. Science, 386, 6727, eadq3010.
https://doi.org/10.1126/science.adq3010
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［4］Sümer AP. et al.(2025): Earliest modern human genomes constrain timing of Neanderthal admixture. Nature, 638, 8051, 711–717.
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08420-x
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［5］Harris DN. et al.(2023): Diverse African genomes reveal selection on ancient modern human introgressions in Neanderthals. Current Biology, 33, 22, 4905–4916.E5.
https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.09.066
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［8］Wolf AB, Akey JM (2018) Outstanding questions in the study of archaic hominin admixture. PLoS Genet 14(5): e1007349.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007349
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［9］Juric I, Aeschbacher S, Coop G (2016) The Strength of Selection against Neanderthal Introgression. PLoS Genet 12(11): e1006340.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006340
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［11］Li L. et al.(2024): Recurrent gene flow between Neanderthals and modern humans over the past 200,000 years. Science, 385, 6705, eadi1768.
https://doi.org/10.1126/science.adi1768
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［12］Hubisz MJ, Williams AL, Siepel A (2020) Mapping gene flow between ancient hominins through demography-aware inference of the ancestral recombination graph. PLoS Genet 16(8): e1008895.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008895
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［13］Chen L. et al.(2020): Identifying and Interpreting Apparent Neanderthal Ancestry in African Individuals. Cell, 180, 4, 677–687.E16.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.01.012
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［14］Prüfer K. et al.(2014): The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505, 7481, 43–49.
https://doi.org/10.1038/nature12886
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［15］Prüfer K. et al.(2017): A high-coverage Neandertal genome from Vindija Cave in Croatia. Science, 358, 6363, 655–658.
https://doi.org/10.1126/science.aao1887
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［16］Mafessoni F. et al.(2020): A high-coverage Neandertal genome from Chagyrskaya Cave. PNAS, 117, 26, 15132–15136.
https://doi.org/10.1073/pnas.2004944117
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［30］Harris K, and Nielsen R.(2016): The Genetic Cost of Neanderthal Introgression. Genetics, 203, 2, 881-891.
https://doi.org/10.1534/genetics.116.186890
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［40］Petr M. et al.(2020): The evolutionary history of Neanderthal and Denisovan Y chromosomes. Science, 369, 6511, 1653–1656.
https://doi.org/10.1126/science.abb6460
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［42］Enard D, and Petrov DA.(2018): Evidence that RNA Viruses Drove Adaptive Introgression between Neanderthals and Modern Humans. Cell, 175, 2, 360-371.E13.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.034
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［44］Ragsdale AP. et al.(2023): A weakly structured stem for human origins in Africa. Nature, 617, 7962, 755–763.
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06055-y
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ネアンデルタール人と現生人類との交雑は、ネアンデルタール人から現生人類への一方向ではなく、双方向だったことも知られています［11］。ネアンデルタール人のゲノムに現生人類系統由来の遺伝的祖先系統（祖先系譜、祖先成分、祖先構成、ancestry）をもたらした交雑は、25万～20万年前頃に起きた、と推定されています［11］。本論文は、ネアンデルタール人のX染色体上における現生人類由来と推定される領域の割合が、常染色体と比較してずっと高く、X染色体上のコード領域よりも非コード領域で高い割合が保持されているため、25万～20万年前頃の交雑はおもにネアンデルタール人男性と現生人類女性の間で起きたのではないか、と推測しています。
ネアンデルタール人では、父方居住社会の可能性が指摘されています（Skov et al., 2022）。つまり、女性が出生集団を離れ、男性が出生集団に留まるような社会構造だったかもしれない、というわけです。20万年以上前にネアンデルタール人と交雑した現生人類系統の集団も同様だったならば、ネアンデルタール人のゲノムにおける現生人類由来と推定される領域の分布が不均一であることを説明できるかもしれません。しかし本論文は、そうした社会構造のみに起因する可能性を否定していませんが、ネアンデルタール人男性が現生人類女性を好む、配偶者選好に起因する可能性の方が高い、と指摘しています。ただ本論文は、配偶者選好とともに、父方居住のような社会構造が影響を及ぼした可能性も指摘しています。今後は、非アフリカ系現代人全員のゲノムにネアンデルタール人由来領域をもたらした50500～43500年前頃のネアンデルタール人と現生人類の交雑［3］について、検証が進むことを期待しています。
以下の略称は、DNA（deoxyribonucleic acid、デオキシリボ核酸）、IBD（identity-by-descent、同祖対立遺伝子）、AMH（anatomically modern human、解剖学的現代人、現生人類）です。本論文で取り上げられる主要な現代人集団は、ボツワナの採食民であるクー人（!Xoo）とジュホアン人（Ju|’hoansi）とコイサン人（Khoesan）、エチオピア南西部の採食民でナイル・サハラ語族と関連する未分類言語の話者であるチャブ人（Chabu、Sabue）です。本論文で取り上げられる主要な遺跡は、シベリア南部のアルタイ山脈のチャギルスカヤ洞窟（Chagyrskaya Cave）、クロアチアのヴィンディヤ（Vindija）洞窟、です。
●要約
混合や他の人口統計学的過程における性別の偏りは、ヒトの進化におやいて繰り返し起きている特徴です。ネアンデルタール人とAMHとの間の混合について、現代人の常染色体と比較してのX染色体におけるネアンデルタール人祖先系統の相対的欠如の説明として、性別の偏りが提案されてきました。ネアンデルタール人のX染色体におけるAMH祖先系統の相対的に62%の過剰が観察されたことによって、この2集団【ネアンデルタール人とAMH】間の交雑は、おもに男性のネアンデルタール人と女性のAMHとして特徴づけられました。解析的および数値モデル化は、性別の偏りのより節約的な原因として、男女の移動の異なるパターンを伴う純粋な人口統計学的過程ではなく、配偶者選好を提示します。
●研究史
ネアンデルタール人ゲノムの現代人ゲノムへの配置において明らかになった顕著な特徴の一つは、現代人のゲノム内の「ネアンデルタール人砂漠」でもこれは、ネアンデルタール人のアレル（対立遺伝子）が現代人（および古代の現生人類）の遺伝子プールにおいて著しく稀なゲノム領域です。これらは、常染色体全体やX染色体のほとんどに散在している数百万塩基対から構成されています［1～4］。最近の常染色体ゲノム研究は、初期現生人類からの遺伝子流動が欠如していた、アルタイ地域のネアンデルタール人のゲノムの領域を伴う、現代人のゲノムにおけるネアンデルタール人砂漠間の相関を示しており、これら共通の砂漠は2集団【ネアンデルタール人と現生人類】間の初期の種分化から生じたゲノム不適合成遺伝子座を表している、と示唆されています。この観察から、現代人のX染色体全域におけるネアンデルタール人砂漠に関する、大きく二分される仮説が提示され、それは、（1）現代人の遺伝子プールにおけるX染色体でのネアンデルタール人遺伝子座の欠如は、X染色体染色体からネアンデルタール人アレルを優先的に除去した自然選択の結果である［8、9］か、（2）ネアンデルタール人のX染色体の寄与はごく初期から減少しており、ネアンデルタール人男性およびAMH女性へと偏った元々の交雑を表している、というものです。
これらの仮説を解決するには、ネアンデルタール人集団内のAMHアレルの進化的運命の理解が必要です。現代人の遺伝子プールにネアンデルタール人祖先系統をもたらした49000～45000年前頃の【ネアンデルタール人と現生人類との間の】混合［3、4］より後のネアンデルタール人のゲノムはありませんが、AMH祖先系統を示すアルタイ地域のネアンデルタール人のゲノムへとつながった、25万年前頃となるそれ以前の遺伝子移入のデータはあります［5、11、12］。現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人のX染色体の欠如につながった特徴的な現象が、AMHとネアンデルタール人の交雑事象全体で保存されていたならば、提案されている異なる機序は、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHからの遺伝子移入のパターンに関して、根本的に異なる予測につながります。本論文は、ネアンデルタール人への初期AMHからの遺伝子流動によって提供された自然実験を用いて、表1に概略されたこれらの予測を検証します。
ネアンデルタール人におけるAMHからの遺伝子移入を特徴づけるために、局所的な遺伝子移入識別手法であるIBDmix［13］を用いて、サハラ砂漠以南の現代人3集団の女性73個体のゲノムの参照パネルが、ネアンデルタール人のゲノムと比較されました。このサハラ砂漠以南のアフリカの現代人3集団は、ネアンデルタール人祖先系統が0.1%未満と以前に示されている、ボツワナのコイサン人であるクー人およびジュホアン人と、エチオピア南西部の採食民で、ナイル・サハラ語族と関連する未分類言語の話者であるチャブ人です。最古級（122200年前頃）の高品質なネアンデルタール人ゲノム配列で、最も単純な混合史を経た可能性が高い、アルタイ地域のネアンデルタール人女性の標本1点［14、15］のゲノムにおもに焦点が当てられましたが、8万年前頃のチャギルスカヤ洞窟［16］と52000年前頃のヴィンディヤ洞窟［15］のネアンデルタール人女性標本も検討されました。
●ゲノム不適合性に対する自然選択の分析
ネアンデルタール人のアレルが現代人の遺伝子プールで欠けているAMHのゲノムの常染色体領域（古代型砂漠）について、相同なネアンデルタール人領域では通常、AMHから遺伝子移入された領域が欠けています［5］。この共通パターンは、種分化の標準モデルと一致し、そうしたモデルでは、ゲノムにおいてアレルは集団固有の相互作用を獲得し、他の集団のゲノム背景の状況に置かれると、有害な影響をもたらします。この状況では、古代型砂漠は、雑種不適合性を引き起こす、系統固有のヌクレオチド置換の可能性が高まります。半接合体のX染色体を有する種間では、孤立した集団間でX染色体上のタンパク質コード領域はより急速に分岐することが一般的で、それは、X染色体でなければ潜性として隠れる多様体に対して選択が用意に作用できるからです。この「より速いX染色体効果」が、繁殖不適合性についてAMHとネアンデルタール人の分岐を促進させたならば、現代人のX染色体におけるネアンデルタール人アレルの欠如のみならず、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHアレルの欠如も見られる、と予測されます。
IBDmix分析に利用可能なゲノムの総計に対するAMHから遺伝子移入された合計領域の比率をとると、アルタイ地域のネアンデルタール人のX染色体には、常染色体と比較して顕著に増加した割合のAMH祖先系統が含まれる（1.62倍）、と計算されました（図1）。チャギルスカヤ洞窟とヴィンディヤ洞窟のネアンデルタール人も、X染色体と常染色体の【AMHからの】遺伝子移入の比率は1を超えています。この結果から、X染色体に固有のAMHとネアンデルタール人との間の遺伝子流動に対する強い選択はなく、現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人アレルの欠如は、単純にX染色体上の不適合性遺伝子座の過剰の結果ではない、と示唆されます。アルタイ地域のネアンデルタール人とその祖先歴史的な有効人口規模がこの結論の大きな要因ではないのは、遺伝的浮動が遺伝子座全体において平均でアレル頻度の予測を変えないからです。以下は本論文の図1です。
●ネアンデルタール人の変異負荷増加に対する自然選択の分析
ネアンデルタール人と比較しての初期AMHのより大きな人口規模のため、初期AMHは軽度に有害な変異の人口をより効率的に排除でき、ネアンデルタール人におけるこのより大きな変異負荷の蓄積が、AMHで見られるアレルと比較して、ネアンデルタール人のアレルが選択的に不利になったことにつながった、と仮定されてきました［9、30］。この現象では、自然選択は機能的に重要な遺伝子座で、ネアンデルタール人のゲノムにおいてAMHアレルを増加させる、と予測されます。先行研究［5］では、これはネアンデルタール人の常染色体には当てはまらず、タンパク質コード領域で他の領域よりAMHアレルを有している可能性は低い、と示され、本論文ではX染色体において同様のパターンが見つかりました。表2で示されているように、アルタイ地域のネアンデルタール人のX染色体における【現生人類から】遺伝子移入された領域には平均して、染色体の背景割合よりも低い割合の、タンパク質をコードしているエクソンや転写因子結合部位や転写促進因子が含まれています。
これらの結果と、ヴィンディヤ洞窟およびチャギルスカヤ洞窟のネアンデルタール人から得られた同様の結果から、ネアンデルタール人のX染色体で見られる過剰なAMH祖先系統は、ゲノムのほとんどの機能部位の内側ではなく外側に位置しており、ネアンデルタール人のX染色体は、AMHの染色体と比較して一般的に有害な原因となるほどの充分な変異負荷を経なかった、と示唆されます。常染色体で見られるのと同様の機能的アレルの遺伝子流動に対する選択はありましたが、これは、現代人のX染色体遺伝子プールにおけるネアンデルタール人祖先系統の広範な欠如を引き起こすには、充分ではなかった可能性が高そうです。
●性別の偏った人口統計学的過程の分析
ヒトは、哺乳類で共通しているように、男女で異なる人口統計学的および拡散の過程が観察されることは多く、それは混合の性別の偏ったパターンにつながります。AMHの女性は男性よりも配偶者の出自人口集団に移動する可能性が高い、という父方居住状況はそれ自体、特定の個体の配偶者選好がなくても、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMHからの遺伝子移入の相対的過剰につながるでしょう。しかし、図1で示されているように、ネアンデルタール人のX染色体におけるAMH祖先系統の相対的な過剰は、1.62と推定されます。女性のみが移住する（ネアンデルタール人と交雑するAMHは全員女性となります）、単純な性別の偏った人口統計学的混合の最も極端な形態でさえ、4:3の比率（1.33）にしかなりません。さらに、ネアンデルタール人のY染色体の組成から、AMH男性とネアンデルタール人女性との間で少なくともいくらかの交雑があった、と示唆されています［40］。
単一の性別の偏った遺伝子移入では、X染色体と常染色体の遺伝子移入比が4:3を超えることはあり得ないだけではなく、ネアンデルタール人集団へのAMH女性の繰り返しの移住で、X染色体と常染色体の遺伝子移入比が4:3を超えることもあり得ません（図2B）。純粋に人口統計学的過程でこれ以上の比率になるには、当初の女性主体のネアンデルタール人集団への移住と、それに続く最初のネアンデルタール人集団からアルタイ地域のネアンデルタール人個体の祖先を構成する第二のネアンデルタール人集団への女性主体の移住など、各段階で異なる性別の偏りを伴う少なくとも2段階の過程が必要です（図2C）。以下は本論文の図2です。
性別の偏った人口統計学的過程で、現代人の遺伝子プールにおけるネアンデルタール人のX染色体の欠如も説明するには、逆となるAMHへのその後の移住がさらに必要で、つまりは、ネアンデルタール人男性のAMH集団への移動が選好され、AMHにおけるネアンデルタール人祖先系統のX染色体と常染色体の比率がより低くなるように、母方居住の想定です。
●祖先系統固有の配偶選好の分析
性別の偏った移動パターンの欠如でさえ、配偶者選好の単純なモデルは、ネアンデルタール人におけるAMHからの遺伝子移入のX染色体と常染色体の比率の上昇を説明するのに充分です（図2D）。数値模擬実験から、AMH男性もしくはおもにAMH祖先系統の男性に対するAMH女性もしくはおもにAMH祖先系統の女性への選好は、単純な遺伝子移入事象の直後に、ネアンデルタール人のX染色体と常染色体のAMHからの遺伝子移入比を急速に4:3以上に上昇させることができる、と示唆されます。この現象は、モデル媒介変数と実行の詳細の広範囲にわたって見ることができます。選好の同じ方向は、現代人のゲノムにおけるネアンデルタール人からのX染色体と常染色体の比率の偏りの方向も説明していますが、これらの模擬実験で把握された影響はさほど極端ではありません。したがって、配偶者選好は、AMHとネアンデルタール人の混合過程で推測された性別の偏りの説明に節約的な機序ですが、人口統計学的な性別の偏りが果たした重要な役割の可能性は除外されません。配偶選好が遺伝子移入の割合を変える速さは、ネアンデルタール人砂漠がユーラシアの最古級のAMHのゲノムのX染色体にさえ現れる観察［3］と一致します。
AMHとネアンデルタール人の遺伝子移入の観察されたパターンの原因についての充分な仮説として、AMHとネアンデルタール人の間のX染色体の遺伝子流動を制約する広範な自然選択と、機能的なAMHのX染色体を選好する広範な選択の両方が却下されませんでしたが、性別の偏りによって残された強い痕跡に加えて作用する自然選択など、選択と性別の偏りを組み合わせたより複雑な想定は除外されません。さらに、本論文では配偶者選好が純粋な人口統計学的モデルよりも節約的な説明と示されましたが、両者は相互に排他的ではなく、異なる移住と配偶者選好がすべて、同時に作用していたかもしれませんじっさい、ネアンデルタール人のX染色体の機能的と推定される領域におけるAMHからの遺伝子移入の枯渇（染色体全体との比較）と、AMHのX染色体におけるネアンデルタール人からの遺伝子移入の極端な少なさから、より速いX染色体仮説などの何かが、配偶者選好における偏りを同様に補完したかもしれない、と示唆されます。
ゲノム組成において染色体規模のパターンを引き起こす進化的および人口統計学的影響力に加えて、個々の遺伝子座が、適応的遺伝子移入や他の形態の自然選択を含めて、多様性の配分を形成した、独特な影響を経たかもしれません［42］。先行研究［44］で提案された初期現生人類の深い構造を含めて、中立的な人口統計学的過程は、常染色体とX染色体との間の異なる遺伝子移入率の機序を提供しません。しかし、複雑な人口動態は、仮に男女が同じパターンに従って、自然選択が遺伝子流動に有利もしくは不利な染色体固有の選別を生成しないのならば、X染色体と常染色体の両方は平均して、同じ量の遺伝子移入を受けるでしょう［たとえば、9］。基本的に、AMHとネアンデルタール人の分岐および交雑で観察されたパターンは、伝統的な種分化の過程に従っており、おもにネアンデルタール人祖先系統の男性とおもにAMH祖先系統の女性との間の組み合わせが、その逆よりも持続的に選好されたことに影響を受けた可能性が高そうです。本論文で推測されたこの偏りは、20万年隔てられた混合事象を通じて、一貫して維持されたようです。いずれの事象でも、偏りを引き起こした原因は分かりませんが、配偶者選択の選好が時空間的に持続した可能性は、研究されたヒトと【非ヒト】動物の両方で報告されてきました。
参考文献：
Platt A, Harris DN, and Tishkoff SA.(2026): Interbreeding between Neanderthals and modern humans was strongly sex biased. Science, 391, 6788, 922–925.
https://doi.org/10.1126/science.aea6774
Skov L. et al.(2022): Genetic insights into the social organization of Neanderthals. Nature, 610, 7932, 519–525.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05283-y
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［1］Skov L. et al.(2020): The nature of Neanderthal introgression revealed by 27,566 Icelandic genomes. Nature, 582, 7810, 78–83.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2225-9
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［2］Vernot B. et al.(2016): Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals. Science, 352, 6282, 235–239.
https://doi.org/10.1126/science.aad9416
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［3］Iasi LNM. et al.(2024): Neanderthal ancestry through time: Insights from genomes of ancient and present-day humans. Science, 386, 6727, eadq3010.
https://doi.org/10.1126/science.adq3010
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［4］Sümer AP. et al.(2025): Earliest modern human genomes constrain timing of Neanderthal admixture. Nature, 638, 8051, 711–717.
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08420-x
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［5］Harris DN. et al.(2023): Diverse African genomes reveal selection on ancient modern human introgressions in Neanderthals. Current Biology, 33, 22, 4905–4916.E5.
https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.09.066
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［8］Wolf AB, Akey JM (2018) Outstanding questions in the study of archaic hominin admixture. PLoS Genet 14(5): e1007349.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007349
関連記事
［9］Juric I, Aeschbacher S, Coop G (2016) The Strength of Selection against Neanderthal Introgression. PLoS Genet 12(11): e1006340.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006340
関連記事
［11］Li L. et al.(2024): Recurrent gene flow between Neanderthals and modern humans over the past 200,000 years. Science, 385, 6705, eadi1768.
https://doi.org/10.1126/science.adi1768
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［12］Hubisz MJ, Williams AL, Siepel A (2020) Mapping gene flow between ancient hominins through demography-aware inference of the ancestral recombination graph. PLoS Genet 16(8): e1008895.
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008895
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［13］Chen L. et al.(2020): Identifying and Interpreting Apparent Neanderthal Ancestry in African Individuals. Cell, 180, 4, 677–687.E16.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.01.012
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［14］Prüfer K. et al.(2014): The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505, 7481, 43–49.
https://doi.org/10.1038/nature12886
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［15］Prüfer K. et al.(2017): A high-coverage Neandertal genome from Vindija Cave in Croatia. Science, 358, 6363, 655–658.
https://doi.org/10.1126/science.aao1887
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［16］Mafessoni F. et al.(2020): A high-coverage Neandertal genome from Chagyrskaya Cave. PNAS, 117, 26, 15132–15136.
https://doi.org/10.1073/pnas.2004944117
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［30］Harris K, and Nielsen R.(2016): The Genetic Cost of Neanderthal Introgression. Genetics, 203, 2, 881-891.
https://doi.org/10.1534/genetics.116.186890
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［40］Petr M. et al.(2020): The evolutionary history of Neanderthal and Denisovan Y chromosomes. Science, 369, 6511, 1653–1656.
https://doi.org/10.1126/science.abb6460
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［42］Enard D, and Petrov DA.(2018): Evidence that RNA Viruses Drove Adaptive Introgression between Neanderthals and Modern Humans. Cell, 175, 2, 360-371.E13.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.034
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［44］Ragsdale AP. et al.(2023): A weakly structured stem for human origins in Africa. Nature, 617, 7962, 755–763.
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06055-y
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