El ADN del sedimento revela la historia épica de la cueva de Denisova
El análisis genético revela 300.000 años de ocupación de cuevas por humanos y animales antiguos de la Edad de Hielo
En un estudio histórico, científicos de Australia, Alemania y Rusia utilizaron ADN antiguo recuperado de muestras de sedimentos de la cueva Denisova en Siberia para revelar una historia profesional detallada de este sitio triple único. Distintos grupos de humanos antiguos y una variedad de animales en el pasado. 300.000 años.
Al pie de la montaña rusa de Altai, la cueva Denisova es famosa por ser el sitio donde se descubrieron por primera vez los restos fósiles de un enigmático grupo de humanos arcaicos conocidos como los denisovanos. Es el único sitio en el mundo que se sabe que también fue habitado por sus parientes cercanos evolutivos, los neandertales, y por los primeros humanos modernos.
Durante los últimos 40 años, los arqueólogos rusos han recuperado una docena de fósiles de denisovanos y neandertales de la cueva, incluido un hueso de la hija de una madre neandertal y un padre denisovano, pero ningún fósil humano moderno no se recuperó de los depósitos. La escasez de fósiles humanos ha frustrado los intentos de establecer qué humanos ocuparon la cueva Denisova en varias ocasiones en el pasado y qué grupo fabricó las herramientas de piedra y otros artefactos extraídos de los depósitos.
En este nuevo estudio, un equipo interdisciplinario de científicos reunidos por el profesor Michael Shunkov del Instituto de Arqueología y Etnografía (rama siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia), incluidos geocronólogos de la Universidad de Wollongong (UOW), revela la secuencia de humanos ocupación de la cueva, junto con otros animales de la cueva, incluidos osos, hienas y lobos, a partir del análisis genético de más de 700 muestras de sedimentos.
la investigar, publicado en Nature el jueves 24 de junio (AEST), es el análisis más grande jamás realizado en ADN sedimentario de un solo sitio.
La entrada a la cueva Denisova en las montañas de Altai en Rusia.
La identificación de ADN humano antiguo en 175 muestras de sedimento amplía en gran medida nuestro conocimiento de los denisovanos y neandertales en el sitio, y también proporciona la primera evidencia directa de humanos modernos en la cueva de Denisova.
Los investigadores encontraron que los denisovanos habitaron la cueva, de forma intermitente, desde hace 250.000 años hasta hace 60.000 años, y fueron los responsables de las primeras herramientas de piedra encontradas en el sitio.
Los neandertales aparecieron por primera vez hace unos 200.000 años, con una variedad especial de ADN que antes se desconocía y que había desaparecido hace 40.000 años, cuando desaparecieron en otras partes de Eurasia.
El ADN antiguo del hombre moderno aparece por primera vez en sedimentos depositados hace unos 60.000 a 45.000 años.
Profesor emérito de geocronólogos de la UOW Richard ‘Bert’ Roberts, Profesor Zenobia Jacobs, Profesor adjunto Bo Li y el estudiante de doctorado Kieran O’Gorman recolectaron 728 muestras de sedimentos en una densa cuadrícula de los perfiles de sedimentos expuestos en la cueva.
«El análisis de ADN de los sedimentos ofrece una oportunidad maravillosa para combinar las fechas que determinamos previamente para los depósitos en la cueva Denisova con evidencia molecular de la presencia de personas y vida silvestre», dijo el profesor Roberts.
“Simplemente recolectar cientos de muestras de las tres cámaras de la cueva y documentar sus ubicaciones precisas nos llevó más de una semana, pero obtuvimos un conjunto completo de muestras que abarcan más de 300.000 años de antigüedad. ‘Historia de Siberia’, dijo el profesor Jacobs.
El nuevo estudio se basa en el cronograma detallado obtenido de datación óptica de los sedimentos de la cueva de Denisova en la UOW, publicado en Nature en 2019.
“La línea de tiempo generada previamente para los sedimentos de la cueva nos permitió elegir las mejores ubicaciones para recolectar las muestras de ADN y aprovechar al máximo la información extraordinaria del ADN del sedimento”, dijo el profesor Jacobs.
En el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, la estudiante de doctorado Elena Zavala, autora principal del estudio, extrajo y secuenció pequeños rastros de ADN mitocondrial humano y animal antiguo de la enorme colección de muestras.
«Estos esfuerzos dieron sus frutos y detectamos ADN de denisovanos, neandertales y humanos antiguos y modernos en el 24% de las muestras», dijo.
Al hacer coincidir los perfiles de ADN con la edad de las capas, los investigadores encontraron que los primeros humanos en visitar el sitio fueron los denisovanos hace unos 250.000 años, seguidos por los neandertales hace unos 200.000 años. Solo se ha encontrado ADN de neandertal en sedimentos depositados entre 130.000 y 80.000 años atrás. Los denisovanos que regresaron después de este período portaban un ADN mitocondrial diferente al de los denisovanos que estuvieron allí antes, lo que sugiere que una población diferente había llegado a la zona.
El ADN humano moderno aparece por primera vez en las capas iniciales del Paleolítico superior, que contenían colgantes y otros adornos hechos de huesos y dientes de animales, marfil de mamut, huevo de avestruz, mármol y piedras preciosas. “Esto no solo proporciona la primera evidencia de humanos modernos en el sitio, sino que también sugiere que pueden haber traído nueva tecnología a la región”, dijo Zavala.
Los científicos también encontraron ADN animal en casi todas las muestras e identificaron dos períodos en los que ocurrieron cambios en las poblaciones animales y humanas. El primero, hace unos 190.000 años, coincidió con el cambio de condiciones relativamente cálidas a relativamente frías, cuando las poblaciones de hienas y osos cambiaron y los neandertales aparecieron por primera vez en la cueva.
El segundo cambio importante se produjo entre hace 130.000 y 100.000 años, con un cambio en el clima de condiciones relativamente frías a relativamente cálidas. Durante este período, las poblaciones de animales cambiaron nuevamente, los denisovanos se extinguieron y los neandertales siguieron siendo los únicos ocupantes humanos de la cueva.
«La coincidencia de estos cambios de población con las transiciones climáticas entre los períodos interglacial y glacial sugiere que los factores ambientales han jugado un papel clave en la evolución de la historia humana y de la vida silvestre en esta región», dijo el profesor Roberts.
El profesor Matthias Meyer, jefe del grupo de Técnicas Avanzadas de Secuenciación de ADN en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y autor principal del nuevo estudio, dijo: “Ser capaz de generar datos genéticos tan densos a partir de un sitio arqueológico es como un sueño hecho realidad . Hay tanta información escondida en el sedimento que nos ocupará a nosotros, y a muchos otros genetistas, toda la vida. «
en la investigación
“El ADN de los sedimentos del Pleistoceno revela cambios en la fauna y los homínidos en la cueva Denisova”, por Elena I. Zavala et al. se publica en Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03675-0).
Este proyecto fue financiado por la Sociedad Max Planck, el Consejo Europeo de Investigación y el Consejo Australiano de Investigación.
