Esto es imposible de saber en este momento. Debido a que todos los humanos modernos que tienen una mezcla de ADN Neandertal tienen ADN mitocondrial Homo sapiens (ADNmt) exclusivamente, se cree que los resultados de cruces de Homo sapiens X macho hembra Neandertales habrían producido descendientes fértiles, viables y en forma, pero los pares opuestos habrían resultado en pares Esterilidad, o baja condición física. Sería muy difícil distinguir entre esta posibilidad y la posibilidad de que la mayoría de los apareamientos fueran hembras humanas, neandertales masculinas. La primera posibilidad parece mucho más probable, ya que no veo ninguna razón por la cual los neandertales femeninos no se hayan apareado con H. sapiens masculino.
Curiosamente, hay un poco de evidencia que sugiere la esterilidad masculina de los híbridos humano-neandertales. Una publicación de 2014 de Nature encontró “desiertos de ascendencia neandertales”, es decir, la ubicación del genoma donde el ADN del material genético de los neandertales está ausente, lo que indica que no se toleró en el contexto del genoma de H. sapiens y, por lo tanto, se eliminó por selección natural. El más llamativo de estos “desiertos” está en el cromosoma X. El cromosoma X está cargado con genes de fertilidad, por lo que los machos híbridos, que tienen solo un cromosoma X, habrían sido infértiles o tendrían baja fertilidad. Apoyando esta hipótesis de la esterilidad híbrida masculina es la observación de que los genes que codifican las proteínas de los testículos tenían una escasez de secuencias de neandertales (cuando las poblaciones chocan).
Sin embargo, hay una mandíbula encontrada en Italia que corresponde a un neandertal, tiene ADN mt de neandertal, pero fenotípicamente parece un intermediario entre la mandíbula de un humano moderno y la de un neandertal, ya que tiene un indicio de barbilla. Dado que el ADNmt es de Neanderthal, esta persona podría haber tenido una madre neandertal y un padre moderno de H. sapiens (¿Posible mestizaje en neandertales italianos tardíos? Nuevos datos de la mandíbula de Mezzena (Monti Lessini, Verona, Italia)). Pero para confirmar que esta mandíbula es de hecho la de un híbrido, debemos observar el ADN nuclear, y esto todavía no se ha hecho (y quizás el ADN esté demasiado degradado para hacerlo).
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