Bueno, las ideas actuales que tenemos sobre la hibridización con H. neanderthalensis se basan en estudios de DNA, y parecen sólidas. Según entiendo, tal hibridización no se produjo en África. Solo en Europa y Medio Oriente. Los africanos más "puros" están libres de DNA de neandertales.
Hay especies que pueden aparearse. Algunas dejan descendencia estéril, como caballo con burro, pero otras se pueden seguir reproduciendo, como perros con lobos. Todo depende de qué tan distantes estén genéticamente y de qué función tengan los genes en los que son distintos. Si por suerte los genes en que son distintos no interfieren con los mecanismos básicos de reproducción, hay más chance de que la descendencia sea fértil.
Respecto a los parecidos entre los cráneos, esto es una labor en la que se han venido especializando los paleontólogos y antropólogos.
Hay muchos errores que han cometido al trazar las líneas evolutivas, que han hecho que se corrijan una y otra vez. Pero así trabaja la ciencia, corrigiéndose. Lo bueno es que cada vez se cuentan con más elementos (más y mejores fósiles, y en el caso de los neanderthales, DNA), por lo que es razonable esperar que las nociones de hoy sean más acertadas que las de hace una década, y las nociones dentro de 10 años serán más acertadas que las actuales.