Descubrimiento IMP de Antropología Evolutiva

ADN nuclear de los sedimentos ayuda a desbloquear la historia humana antigua

Por primera vez, los científicos han logrado extraer y analizar el ADN cromosómico neandertal preservado en sedimentos de cuevas

20. Abril 2021


Galería de las Estatuas en el norte de España.

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Galería de las Estatuas en el norte de España.

El campo del ADN antiguo ha revelado aspectos importantes de nuestro pasado evolutivo. Estos estudios se han basado en el ADN de huesos y dientes, que almacenan ADN y lo protegen del medio ambiente. Pero estos restos óseos son extremadamente raros, dejando grandes partes de la historia humana inaccesibles para el análisis genético.

Para llenar estos vacíos, investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva desarrollaron nuevos métodos para enriquecer y analizar el ADN nuclear humano a partir de sedimentos, que son abundantes en casi todos los sitios arqueológicos. Hasta ahora, sólo el ADN mitocondrial se ha recuperado de sedimentos arqueológicos, pero esto es de valor limitado para estudiar las relaciones poblacionales. La llegada de análisis nucleares de ADN de sedimentos ofrece nuevas oportunidades para investigar el profundo pasado humano.

Los científicos aplicaron sus técnicas para estudiar más de 150 muestras de sedimentos de tres cuevas. En dos de ellas — cuevas de Chagyrskaya y Denisova en las montañas Altai del sur de Siberia — estudios previos habían analizado el ADN de los huesos. Así que los autores fueron capaces de comparar el ADN de los sedimentos con el ADN de los huesos. "Las técnicas que desarrollamos son muy nuevas, y queríamos poder probarlas en lugares donde sabíamos qué esperar", dijo Matthias Meyer, autor principal del estudio. Los investigadores encontraron que el ADN de los sedimentos estaba más estrechamente relacionado con genomas recuperados de los huesos de esos sitios, dándoles confianza en la robustez de sus métodos.

ADN nuclear recuperado de depósitos en cuevas en el norte de España

Las excavaciones en el tercer yacimiento, la Galería de las Estatuas, en el norte de España, dirigida por Juan Luis Arsuaga, de la Universidad Complutense de Madrid, habían descubierto herramientas de piedra que abarcaban un periodo comprendido entre los 70 y los 115 mil años atrás. Pero sólo se había encontrado un solo hueso del dedo neandertal, y era demasiado pequeño para muestrear adn. "No había forma de estudiar la genética de los neandertales que vivían en Estatuas", dijo Asier Gómez-Olivencia, científico del equipo Estatuas de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea. El ADN nuclear extraído de los sedimentos reveló que no una, sino dos poblaciones neandertales habían vivido en la cueva, con el grupo original reemplazado por un grupo posterior hace aproximadamente 100 mil años.


Cueva chagyrskaya en las montañas Altai del sur de Siberia.

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Cueva chagyrskaya en las montañas Altai del sur de Siberia.

Cuando los científicos compararon el ADN de los sedimentos con otras muestras esqueléticas, notaron una tendencia sorprendente: parecía haber habido dos "radiaciones" de neandertales, con la población más antigua de Estatuas derivada de una radiación, y la población más joven de un segundo evento. "Nos preguntábamos si estas radiaciones, junto con la sustitución de la población en Estatuas, podrían haber estado ligadas a los cambios climáticos, o a los cambios en la morfología neandertal que se produjeron en este período de tiempo, aunque necesitaremos más datos para decir con certeza", dijo Juan Luis Arsuaga.

Incluso para los sitios donde los estudios han analizado previamente el ADN de los huesos, es posible obtener nuevos conocimientos de los sedimentos. En la cueva de Chagyrskaya, estudios arqueológicos anteriores habían sugerido que los ocupantes neandertales pertenecían a una sola población, y vivían allí sólo por un corto tiempo. Pero como el trabajo anterior sólo había recuperado un solo genoma de uno de los huesos encontrados en el sitio, no había manera de saber si era representativo de toda la población que vivía alrededor de la cueva de Chagyrskaya. El ADN del sedimento pudo confirmar esta hipótesis. "Tomamos muestras de sedimentos de toda la estratigrafía, y todas se parecían mucho al ADN del hueso, a pesar de que el ADN de los sedimentos provenía de múltiples individuos", dijo Kseniya Kolobova, del Instituto de Arqueología y Etnografía de la Academia Rusa de Ciencias, la arqueóloga principal de la cueva chagyrskaya.