Мабуть, неандертальці схрещувалися з людьми сучасного типу двічі: незабаром після виходу сапієнсів з Африки, а потім після їх поділу на європейську та азіатську популяції. Як повідомляється в а також у редакційній статті в цьому ж випуску журналу вчені це показали, проаналізувавши розподіл фрагментів ДНК неандертальців у геномі сучасних європейців і жителів Східної Азії.
Перше ж секвенування генома неандертальців показало, що вони схрещувалися з людьми сучасного типу. У геномах усіх сапієнсів, за винятком африканців, міститься близько двох відсотків неандертальської ДНК. Імовірно, два види людей змішалися приблизно 50-60 тисяч років тому, незабаром після виходу людей сучасного типу з Африки і до їх поділу на окремі популяції. Подальші дослідження показали, що у сучасних жителів Східної Азії неандертальських генів на 12-20 відсотків вище, ніж у європейців.
Існує кілька гіпотез, що пояснюють цю різницю. Можливо, що неандертальці і сапієнси схрещувалися лише одного разу, але потім предки сучасних європейців втратили частину неандертальських генів в силу демографічних причин або через відбір. Згідно з ще однією гіпотезою, пізніше стародавні європейці змішалися з іншою популяцією сапієнсів і в результаті у них сталося заміщення неандертальських генів. Також неандертальці і сапієнси могли схрещуватися не одного разу, а кілька разів, вже після поділу європейської та азіатської популяцій сапієнсів. На користь цієї гіпотези свідчать останки сапієнса, який жив 42-37 тисяч років тому в Східній Європі, і, ймовірно, був нащадком змішаного союзу: у геномі у нього було 6-9 відсотків неандертальської ДНК.
Фернандо Вілланеа (Fernando Villanea) і Джошуа Шрайбер (Joshua Schraiber) з американського університету Темпла вирішили перевірити всі ці гіпотези. Вони проаналізували розподіл фрагментів неандертальської ДНК в геномах сучасних жителів планети, використовуючи опубліковані послідовності геномів з проекту «1000 геномів». Крім того, вчені порівняли розподіл фрагментів неандертальської ДНК в геномах європейців і жителів Східної Азії. Потім вони побудували симуляції, в яких розраховувався розподіл неандертальської ДНК в геномах сучасних жителів Євразії, у разі, якби сапієнси і неандертальці схрещувалися кілька разів. Для того, щоб врахувати велику кількість параметрів, які з'явилися в процесі моделювання популяцій з погано відомими демографічними даними, автори статті використовували глибинне навчання. Вони натренували згорточну нейронну мережу на даних, отриманих в результаті симуляції, а потім використовували її для аналізу порівняльного розподілу фрагментів неандертальської ДНК в геномах європейців і жителів Східної Азії.
В результаті найімовірнішою виявилася модель з подвійним схрещуванням. Спочатку неандертальці схрестилися з людьми сучасного типу, після того, як вони вийшли з Африки, а потім ще раз, після того, як вони розділилися на європейську і східноазіатську популяції. Автори зазначають, що їхні розрахунки дозволяють виключити модель «вимивання» неандертальських генів з популяції стародавніх європейців, як основну. Але, ймовірно, що воно вплинуло на різну кількість неандертальської ДНК в геномах європейців і жителів Східної Азії. Також дослідники вказують, що в геномах жителів Східної Азії частина фрагментів ДНК, яку вони успадкували від інших вимерлих людей, денисівців, могла бути помилково прийнята за неандертальську ДНК. Втім, на думку авторів, кількість помилково визначеної денисівської ДНК дуже невелика і її можна буде правильно класифікувати в майбутньому.
Нещодавно вчені повідомили про знахідку першого прямого нащадка неандертальців і денисівців. Дівчинка-підліток, чиї останки були знайдені в Денісовій печері, виявилася дочкою неандерталки і денисівця.