The Mitonuclear Incompatibility Hypothesis of Neanderthal Extinction

🇬🇧 English This paper proposes that mitonuclear incompatibility between human paternal immune genes and Neanderthal maternal mitochondria created an asymmetric reproductive barrier that contributed to Neanderthal extinction. Modern humans carry 1-4% Neanderthal nuclear DNA, yet no Neanderthal mitochondrial DNA (mtDNA) exists in any living human population. I hypothesize that this asymmetry arose because offspring of Neanderthal mothers and human fathers suffered severe immune-mediated mitochondrial dysfunction: the human father's immune genes, calibrated to recognize human mitochondrial signatures, attacked the Neanderthal mitochondria inherited from the mother as "foreign." In contrast, offspring of human mothers and Neanderthal fathers—carrying human mtDNA—survived because Neanderthal immune genes, having evolved in smaller populations, were more tolerant. This directional asymmetry explains the complete absence of Neanderthal mtDNA despite nuclear gene introgression, and may have accelerated Neanderthal demographic decline. 🇫🇷 Français Cet article propose que l'incompatibilité mitonucléaire entre les gènes immunitaires paternels humains et les mitochondries maternelles néandertaliennes a créé une barrière reproductive asymétrique qui a contribué à l'extinction des Néandertaliens. Les humains modernes portent 1 à 4% d'ADN nucléaire néandertalien, mais aucun ADN mitochondrial (ADNmt) néandertalien n'existe dans aucune population humaine vivante. Je propose que cette asymétrie est apparue parce que les descendants de mères néandertaliennes et de pères humains ont souffert d'un dysfonctionnement mitochondrial sévère médié par le système immunitaire : les gènes immunitaires du père humain, calibrés pour reconnaître les signatures mitochondriales humaines, ont attaqué les mitochondries néandertaliennes héritées de la mère comme « étrangères ». En revanche, les descendants de mères humaines et de pères néandertaliens — portant de l'ADNmt humain — ont survécu car les gènes immunitaires néandertaliens, ayant évolué dans des populations plus petites, étaient plus tolérants. Cette asymétrie directionnelle explique l'absence complète d'ADNmt néandertalien malgré l'introgression de gènes nucléaires, et pourrait avoir accéléré le déclin démographique des Néandertaliens. 🇩🇪 Deutsch Dieser Artikel schlägt vor, dass die mitonukleäre Inkompatibilität zwischen väterlichen menschlichen Immungenen und mütterlichen Neandertaler-Mitochondrien eine asymmetrische Reproduktionsbarriere schuf, die zum Aussterben der Neandertaler beitrug. Moderne Menschen tragen 1-4% Neandertaler-Kern-DNA, doch existiert keine Neandertaler-Mitochondrien-DNA (mtDNA) in irgendeiner lebenden menschlichen Population. Ich stelle die Hypothese auf, dass diese Asymmetrie entstand, weil Nachkommen von Neandertaler-Müttern und menschlichen Vätern unter schwerer immunvermittelter mitochondrialer Dysfunktion litten: Die Immungene des menschlichen Vaters, kalibriert auf menschliche mitochondriale Signaturen, griffen die von der Mutter geerbten Neandertaler-Mitochondrien als „fremd" an. Im Gegensatz dazu überlebten Nachkommen von menschlichen Müttern und Neandertaler-Vätern — die menschliche mtDNA trugen — weil Neandertaler-Immungene, die sich in kleineren Populationen entwickelt hatten, toleranter waren. Diese direktionale Asymmetrie erklärt das vollständige Fehlen von Neandertaler-mtDNA trotz Introgression von Kerngenen und könnte den demografischen Niedergang der Neandertaler beschleunigt haben.