Theo một số nhà nghiên cứu thì mùa đông núi lửa là nguyên nhân của cổ chai dân số, sự kiện giảm mạnh về số lượng cá thể của các loài nào đó.

Sự che khuất ánh nắng mặt trời và giảm nhiệt độ ở vùng mặt đất/mặt nước trước hết và tất yếu tác động đến thực vật, làm giảm quang hợp và sự phát triển của chúng. Nguồn thức ăn cho nhiều loài động vật suy giảm, dẫn đến một phần động vật bị chết đói.

Ngay tiếp sau đó là một khoảng thời gian phân tán di truyền lớn (sự khác biệt di truyền) trong số cá thể sống sót. Sự kiện như vậy có thể làm giảm các quần thể đến "mức đủ thấp để sự tiến hóa thay đổi, mà nó thường xảy ra nhanh hơn nhiều trong các quần thể nhỏ, để tạo sự khác biệt quần thể nhanh chóng" [15].

Với nút cổ chai liên quan đến siêu phun trào Toba, sự thu hẹp bộ gen quan sát thấy ở nhiều loài, trong đó loài người chỉ còn chừng từ 15.000 đến 40.000 cá thể, hoặc thậm còn chí ít hơn [15]. Một số bằng chứng thu được cũng 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) [16], đười ươi Borneo (orangutan) [17], khỉ Rhesus trung Ấn Độ (Macaca mulatta) [18], báo cheetah, hổ [19], và sự phân dị các gen hạt nhân của khỉ đột ở đồng bằng phía đông với phía tây châu Phi [20]. Những loài thú này đã phục hồi từ những con số cá thể rất thấp vào hồi 70-55 Ka BP.