Theo nhiều nghiên cứu thì thảm họa Toba liên quan đến cổ chai di truyền ở loài người và một số loài thú.

Nhà nhân chủng học Stanley Ambrose ở Đại học Illinois Hoa Kỳ đưa ra giả thuyết thảm họa Toba là nguyên nhân gây ra nút cổ chai gen này. Sự phun trào của siêu núi lửa Toba ở Sumatra, Indonesia xảy ra khoảng 74 Ka trước đây, đã gây ra mùa đông núi lửa và một giai đoạn cực kỳ lạnh tiếp theo, dẫn tới loài người ở bờ vực tuyệt chủng. Giả thuyết này liên kết hai phát hiện trái ngược nhau về sự phát triển di truyền của Homo sapiens. Một mặt là những bằng những hóa thạch cho thấy loài người, bắt đầu ở châu Phi đã phát tán tương đối nhanh chóng, và những phát hiện cũng dựa trên sự khác biệt của ADN ty thể. Cả hai đều được sử dụng để giải thích sự đa dạng di truyền rất thấp của con người hiện nay, so với bà Eve ti thể và ông Adam nhiễm sắc thể Y[11]. Thứ hai, có quan điểm cho rằng sau khi sự phát tán đầu tiên tới các khu vực khác nhau, sự phát triển cô lập của các quần thể đã xảy ra, dẫn đến sự xuất hiện của con người bắt đầu có phân biệt, mà các nhà nhân chủng học trước đây phân loại ra các đại chủng và các chủng tộc.

Một số bằng chứng thu được cho thấy cổ chai di truyền xảy ra ở các loài thú sau vụ phun trào Toba. Đó là quần thể tinh tinh Đông Phi (chimpanzee) [12], đười ươi Borneo (orangutan) [13], khỉ Rhesus trung Ấn Độ (Macaca mulatta) [14], báo cheetah, hổ [15], và sự phân dị các gen hạt nhân của khỉ đột ở đồng bằng phía đông với phía tây châu Phi [16]. Những loài thú này đã phục hồi từ những con số cá thể rất thấp vào hồi 70-55 Ka trước đây.

Tuy nhiên một trường phái khác, như Christine Lane từ Đại học Oxford năm 2013 dựa trên nghiên cứu trầm tích của hồ Malawi ở châu Phi, thì nghi ngở và cho rằng biến đổi khí hậu do siêu núi lửa Toba không có quy mô lớn như vậy [17].