Pesquisas revelam que a interação entre Homo sapiens e neandertais ocorreu em uma única fase significativa de hibridização, que se deu entre 50 mil e 45 mil anos atrás. Essa descoberta, baseada em análises de genomas antigos, sugere que os humanos modernos que chegaram à Europa tiveram contato íntimo com os neandertais, potencialmente resultando em mestiçagem. Apesar das expectativas, a análise genética não mostrou um aumento proporcional do material genético neandertal nas amostras estudadas, indicando que a hibridização ocorreu antes da análise e que uma seleção natural subsequente pode ter influenciado a dispersão do DNA arcaico entre os humanos modernos.

Um novo estudo publicado na revista Paleo Anthropology sugere que os encontros sexuais entre neandertais e Homo sapiens podem ter contribuído significativamente para a extinção dos primeiros. Esse cruzamento teria reduzido a reprodução entre os neandertais, afetando negativamente seu pool genético. Anteriormente, a teoria predominante indicava que a competição por recursos era a principal causa do desaparecimento dos neandertais. Contudo, a pesquisa revela que a hibridização, em vez de violência, pode ter enfraquecido a população neandertal até seu desaparecimento. Os pesquisadores ressaltam que os cruzamentos nem sempre eram consensuais, o que aumenta a complexidade da questão.