Teori bencana Toba
Kekurangan lain dalam teori penyusutan pasca-Toba adalah sulitnya memperkirakan dampak iklim global dan regional letusan ini dan sedikitnya bukti pasti letusan ini sebelum penyusutan. Selain itu, analisis genetik urutan Alu di seluruh genom manusia memperlihatkan bahwa ukuran populasi manusia yang efektif kurang dari 26000 orang pada 1.2 juta tahun yang lalu.
Penjelasan yang memungkinkan untuk rendahnya jumlah leluhur manusia meliputi penyusutan populasi yang terjadi berulang-ulang atau peristiwa penggantian periodik dari subspesies "Homo" lain.
Teori bencana Toba berpendapat bahwa penyusutan populasi manusia terjadi sekitar 70000 tahun yang lalu. Jumlah manusia berkurang menjadi kurang lebih 15000 orang ketika Toba meletus dan mengakibatkan perubahan lingkungan besar, termasuk musim dingin vulkanik. Teori ini didasarkan pada bukti geologi perubahan iklim mendadak pada waktu itu dan penggabungan beberapa gen (termasuk DNA
mitokondria, kromosom Y, dan sejumlah gen inti) serta variasi genetik yang relatif rendah pada manusia modern. Misalnya, menurut sebuah hipotesis, DNA mitokondria manusia (diwariskan dari garis ibu/maternal) dan DNA kromosom-Y (diwariskan dari garis bapak/paternal) masing-masing bergabung sekitar 140000 dan 60000 tahun yang lalu. Ini menunjukkan bahwa leluhur perempuan
semua manusia modern berasal dari satu perempuan (Eva mitokondria) sekitar 140000 tahun yang lalu, dan leluhur laki-lakinya berasal dari satu laki-laki (Adam kromosom-Y) sekitar 60000 sampai 90000 tahun yang lalu.
Namun, gabungan seperti itu dapat diperkirakan secara genetik dan tidak benar-benar menentukan penyusutan populasi karena DNA mitokondria dan DNA kromosom Y hanya merupakan sebagian kecil dari genom manusia]]. Keduanya bersifat tidak biasa (atipikal) sehingga diwariskan secara eksklusif melalui ibu atau bapak. Kebanyakan gen diwariskan secara acak dari bapak atau ibu, jadi
tidak bisa dilacak sampai ke leluhur matrilineal atau patrilineal. Gen-gen lain memiliki jumlah gabungan sejak 2 juta sampai 60000 tahun yang lalu, sehingga memunculkan keraguan terhadap peristiwa penyusutan manusia dalam jumlah besar.
Penjelasan lain yang memungkinkan mengenai sedikitnya variasi genetik manusia modern adalah model transplantasi atau "penyusutan panjang", bukan perubahan lingkungan akibat bencana. Ini konsisten dengan pendapat bahwa populasi manusia di Afrika sub-Sahara berkurang hingga 2000 orang selama 100000 tahun, kemudian bertambah pada Zaman Batu Terakhir. Salah satu hambatan studi lokus tunggal adalah besarnya
keacakan proses penentuan ("fixation process"), dan studi yang mempertimbangkan keacakan ini memperkirakan populasi manusia yang efektif sekitar 11000-12000 orang.
Sejumlah bukti menunjukkan adanya penyusutan genetik pada hewan lain pasca letusan Toba. Simpanse Afrika Timur, orangutan Kalimantan, monyet India tengah, cheetah, harimau, dan pemisahan kelompok gen inti gorila daratan rendah timur dan barat berhasil mengembalikan populasinya dari jumlah yang sangat sedikit sekitar 70000-55000 tahun yang lalu.
Persebaran geografis populasi manusia saat letusan terjadi tidak diketahui secara pasti. Manusia yang selamat mungkin tinggal di Afrika dan bermigrasi ke wilayah lain di dunia. Analisis DNA mitokondria memperkirakan bahwa migrasi besar dari Afrika terjadi 60000-70000 tahun yang lalu. Jumlah tersebut konsisten dengan perkiraan waktu letusan Toba sekitar 66000-76000 tahun yang lalu.
Akan tetapi, temuan arkeologi terbaru menunjukkan bahwa populasi manusia di Jwalapuram, India Selatan, mungkin selamat dari efek letusan. Selain itu, dipaparkan pula bahwa populasi hominid terdekat, seperti "Homo floresiensis" di Flores, selamat karena mereka tinggal di daerah yang membelakangi angin dari Toba.