La dernière date d’apparition des Néandertaliens est généralement citée comme ca. il y a 30 mille ans (ka). Cette date suit l’émergence de l’homme moderne en Europe de plusieurs millénaires, mais notre compréhension du moment et de la durée exacts de cet intervalle est obscurcie par les limites de nos méthodes de datation. Par exemple, les pics de production atmosphérique de radiocarbone pendant cette période entraînent un degré élevé d’incertitude quant aux dates de radiocarbone pertinentes (Conard & Bolus 2008). Les deux espèces ont peut-être coexisté en Europe pendant une dizaine de millénaires et se sont peut-être rencontrées pendant cette période, bien que la durée de cette coexistence soit débattue, tout comme le contact entre les deux (par exemple, Finlayson 2000, Pinhasi et al. 2011). La question de ce qui a pu se passer lors de ces rencontres et du rôle qu’auraient pu jouer les premiers humains modernes dans l’extinction néandertalienne a fait l’objet d’intenses discussions et d’un point focal dans la recherche néandertalienne.
La disparition de Néandertal est considérée par certains comme une véritable extinction. D’autres cependant, soutiennent que les Néandertaliens ne se sont pas éteints, mais ont plutôt été assimilés au pool génétique humain moderne. Le dossier fossile est ambigu sur ce point: quelques spécimens humains modernes du Paléolithique supérieur européen ont été proposés comme hybrides humains néandertaliens-modernes potentiels, mais cette interprétation a été remise en question (par exemple, voir Smith 2005, Harvati et al. 2007). L’analyse de l’ADN mitochondrial humain moderne néandertalien et du Paléolithique supérieur ne montre aucune indication de croisement (par exemple, Ghirotto et al. 2011). Cependant, des recherches récentes sur l’ADN nucléaire de Néandertal ont trouvé des preuves d’un mélange limité: une petite partie (jusqu’à environ 4%) des génomes de non-Africains examinés jusqu’à présent pourrait provenir de Néandertaliens, ce qui suggère que le métissage s’est probablement produit au Proche-Orient lors de la première dispersion des humains modernes hors d’Afrique, mais avant leur arrivée en Europe (Green et al. 2010). Cependant, la modélisation démographique du mélange combiné à l’expansion territoriale indique que ce niveau d’introgression serait produit sous très faible (et al. 2010), il est prématuré de conclure que le niveau d’adjuvant actuellement observé constitue une assimilation. Indépendamment de cette petite contribution au pool génétique humain moderne, les populations de Néandertaliens à travers l’Europe ont brusquement disparu dans les archives fossiles, et plusieurs scénarios ont été proposés pour rendre compte de cette observation. La plupart invoquent un degré de concurrence, directe ou indirecte, avec les humains modernes, ou encore, la détérioration des conditions environnementales, comme facteurs majeurs.
Les hypothèses prônant la concurrence ont proposé plusieurs avantages concurrentiels humains modernes possibles. Il s’agit notamment des progrès technologiques, tels que 1) de meilleurs vêtements et abris, 2) des techniques de chasse améliorées et des stratégies de subsistance plus diversifiées, qui comprenaient la consommation d’oiseaux et de poissons, 3) des différences sociales, telles que des groupes plus importants et des réseaux sociaux plus élaborés chez les humains modernes, et 4) des facteurs démographiques, y compris éventuellement des différences dans les taux de naissance et de mortalité ou dans les intervalles entre les naissances des deux espèces (voir références dans Harvati 2007). En effet, des différences importantes ont été trouvées entre les Néandertaliens et les humains modernes dans leur cycle vital et leur démographie, y compris une croissance plus rapide et peut-être une espérance de vie plus courte chez les Néandertaliens (voir Harvati 2007, Smith et al. 2010), ainsi qu’une densité de population beaucoup plus élevée chez les humains modernes du Paléolithique supérieur par rapport aux Néandertaliens (Mellars &French 2011).
La pertinence du climat dans ce débat était jusqu’à récemment écartée, car les Néandertaliens ont disparu au stade isotopique de l’oxygène 3 (OIS 3) alors que les conditions étaient considérées comme relativement stables (Stringer et al. 2003). Certaines hypothèses récentes, cependant, considèrent que l’instabilité climatique pendant les millénaires qui se sont accumulés jusqu’au dernier maximum glaciaire a été un moteur de l’extinction néandertalienne. Un modèle postule que la dégradation et la fragmentation de l’habitat se sont produites dans le territoire néandertalien bien avant l’arrivée de l’homme moderne, et qu’elles ont conduit à la décimation et à la disparition éventuelle des populations néandertaliennes. De ce point de vue, les humains modernes seraient arrivés dans des zones précédemment occupées par les Néandertaliens après que ces derniers aient déjà disparu, et les deux espèces ne se seraient jamais rencontrées en Europe (Finlayson, 2000). Un modèle similaire considère la disparition de Néandertal comme l’une des nombreuses extinctions de mégafaune du Pléistocène supérieur causées par la perte d’un environnement sans analogue moderne (Stewart 2005). Un effet climatique significatif est étayé par des enregistrements paléoclimatiques détaillés récents, selon lesquels OIS 3 était dominé par des conditions climatiques beaucoup plus instables qu’on ne le pensait auparavant (van Andel & Davies, 2003) et pourrait avoir été précipité par une activité volcanique inhabituellement intense (Golovanova et al. 2010). La modélisation du stress climatique (défini comme les effets indirects du changement environnemental) basée sur ces nouvelles données a révélé deux pics de stress à ~ 65 et ~ 30 ka, le second semblant être plus prolongé et plus sévère que le premier, et possiblement lié à l’extinction néandertalienne (Stringer et al. 2003). Cela a peut-être été précipité par l’éruption contemporaine. Cependant, comme les Néandertaliens avaient survécu aux phases froides précédentes, il est difficile d’accepter le changement climatique comme la seule raison de leur disparition. De plus, aucune association n’a été trouvée entre les dates proposées pour la dernière apparition des Néandertaliens et les événements climatiques majeurs, ce qui suggère que les Néandertaliens ne se sont pas éteints à la suite d’un événement climatique catastrophique (Tzedakis et al. 2007). Si le climat jouait un rôle important, ce serait donc un rôle plus complexe, impliquant peut-être une détérioration de l’environnement combinée à l’avènement de l’homme moderne, et donc à une concurrence accrue pour des ressources limitées. De ce point de vue, c’est l’interaction entre les effets de la fluctuation du climat et de l’environnement et de la concurrence avec les humains modernes qui aurait conduit à l’extinction éventuelle des Néandertaliens.