Descubrimiento IMP de Antropología Evolutiva

ADN de sedimentos rastrea 300.000 años de presencia de homínidos y animales en la cueva Denisova

Los investigadores de Max Planck han analizado el ADN de 728 muestras de sedimentos de la cueva Denisova. Este es el estudio más grande de ADN conservado en sedimentos hasta la fecha. Proporciona detalles sin precedentes sobre la ocupación del sitio por humanos arcaicos y modernos durante 300.000 años. Los investigadores detectaron el ADN de neandertales y denisovanos, las dos formas de homínidos arcaicos que habitaban la cueva. También fueron los primeros en detectar ADN de humanos modernos en el sitio que apareció alrededor del momento del surgimiento de una cultura arqueológica llamada Paleolítico Superior Inicial hace unos 45,000 años. El estudio también documenta la historia de muchos mamíferos, incluidos osos y hienas que vivieron en la zona durante períodos fríos y cálidos.

28 de junio de 2021

Los investigadores Zenobia Jacobs, Bo Li y Kieran O'Gorman recogen muestras de sedimentos en la Cámara Sur.
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Los investigadores Zenobia Jacobs, Bo Li y Kieran O'Gorman recogen muestras de sedimentos en la Cámara Sur.

 

La cueva de Denisova se encuentra en las montañas de Altai en el sur de Siberia y es famosa por el descubrimiento de los denisovanos, una forma extinta de humanos arcaicos que se cree ocupó gran parte de Asia central y oriental. También se han encontrado restos de neandertales en el sitio, así como un hueso de un niño que tenía una madre neandertal y un padre denisovano, lo que demuestra que ambos grupos convivieron en la región. Sin embargo, hasta ahora solo se han recuperado ocho fragmentos de huesos y dientes de neandertales y denisovanos de los depósitos en la cueva de Denisova, que cubren un período de más de 300.000 años. Estos son muy pocos fósiles para reconstruir la historia ocupacional del sitio en detalle, o para vincular los diferentes tipos de herramientas de piedra y otros artefactos encontrados en la cueva Denisova con grupos específicos de homínidos. Por ejemplo, el descubrimiento de joyas y colgantes típicos de la llamada cultura del Paleolítico Superior Inicial en capas de aproximadamente 45.000 años ha provocado debates sobre si los denisovanos, los neandertales o los humanos modernos fueron los creadores de estos artefactos.

Michael Shunkov, de la Academia de Ciencias de Rusia, que dirige las excavaciones en la cueva Denisova, reunió a un equipo interdisciplinario de arqueólogos, genetistas, geocronólogos y otros científicos para estudiar este sitio único. El equipo realizó el análisis más grande de ADN de sedimentos de un solo sitio de excavación. “El análisis del ADN de los sedimentos brinda una oportunidad maravillosa para combinar las fechas que se habían determinado previamente para los depósitos en la cueva Denisova con evidencia molecular de la presencia de personas y fauna”, dice Richard 'Bert' Roberts de la Universidad de Wollongong en Australia. El equipo de geocronólogos dirigido por él y Zenobia Jacobs recolectó más de 700 muestras de sedimentos en una densa cuadrícula de los perfiles de sedimentos expuestos en la cueva. “Solo recolectar las muestras de las tres cámaras de la cueva y documentar sus ubicaciones precisas, nos llevó más de una semana”, dice Jacobs.

Cuando las muestras llegaron al Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Elena Zavala, la autora principal del estudio, pasó otros dos años en el laboratorio para extraer y secuenciar pequeños rastros de ADN mitocondrial de homínidos y animales antiguos de esta enorme colección de muestras. “Estos esfuerzos dieron sus frutos y detectamos el ADN de denisovanos, neandertales o humanos modernos antiguos en 175 de las muestras”, dice Zavala.

La entrada a la cueva Denisova, el famoso sitio en el sur de Siberia donde se han encontrado restos tanto de neandertales como de sus parientes asiáticos, los denisovanos.
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La entrada a la cueva Denisova, el famoso sitio en el sur de Siberia donde se han encontrado restos tanto de neandertales como de sus parientes asiáticos, los denisovanos.

 

[menos]

Al hacer coincidir los perfiles de ADN con las edades de las capas, los investigadores encontraron que el ADN de los homínidos más antiguo pertenecía a los denisovanos, lo que indica que produjeron las herramientas de piedra más antiguas en el sitio hace entre 250.000 y 170.000 años. Los primeros neandertales llegaron hacia el final de este período de tiempo, después del cual tanto los denisovanos como los neandertales frecuentaron el sitio, excepto hace entre 130.000 y 100.000 años, cuando no se detectó ADN de denisovanos en los sedimentos. Los denisovanos que regresaron después de este tiempo portaban un ADN mitocondrial diferente, lo que sugiere que llegó una población diferente a la región.

El ADN mitocondrial humano moderno aparece por primera vez en las capas que contienen herramientas del Paleolítico superior inicial y otros objetos, que son mucho más diversos que en las capas más antiguas. “Esto proporciona no solo la primera evidencia de humanos antiguos y modernos en el sitio, sino que también sugiere que pueden haber traído nueva tecnología a la región”, dice Zavala.

Los científicos estudiaron el ADN animal e identificaron dos períodos de tiempo en los que se produjeron cambios en las poblaciones de animales y homínidos. El primero, hace unos 190.000 años, coincidió con un cambio de condiciones relativamente cálidas (interglaciares) a un clima relativamente frío (glacial), cuando las poblaciones de hiena y osos cambiaron y los neandertales aparecieron por primera vez en la cueva. El segundo gran cambio ocurrió entre hace 130.000 y 100.000 años, junto con un cambio en el clima de condiciones relativamente frías a relativamente cálidas. Durante este período, los denisovanos estuvieron ausentes y las poblaciones de animales cambiaron nuevamente.

“Creo que nuestros colegas rusos que excavan este increíble sitio han establecido los estándares para muchas excavaciones arqueológicas futuras con su cuidadosa recolección de muchas muestras de cada capa arqueológica para análisis de ADN”, dice Svante Pääbo, quien inició el estudio con el equipo ruso. “Poder generar datos genéticos tan densos a partir de un sitio arqueológico es como un sueño hecho realidad, y estos son solo los comienzos”, dice Matthias Meyer, autor principal del estudio. "Hay tanta información escondida en los sedimentos que nos mantendrá ocupados a nosotros y a muchos otros genetistas durante toda la vida".

 
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