Hallazgo histórico en Atapuerca: recuperan ADN neandertal a partir de sedimentos
El año pasado, un equipo de paleoantropólogos entró en una máquina del tiempo. Durante 40.000 años, los neandertales vivieron en la Galería de las Estatuas, en la Cueva Mayor, en la Sierra de Atapuerca (Burgos), donde quedaron tirados huesos de animales, herramientas de piedra e incluso un dedo del pie de un miembro de la tribu. Después, la entrada a la cueva se derrumbó, la cavidad quedó sellada y el goteo milenario de las estalactitas cubrió el suelo con una gruesa lápida de mineral. El equipo de científicos rompieron esa losa y excavaron por primera vez en la misma tierra que habían pisado los neandertales. Su análisis aporta hoy un hallazgo sorprendente: el sedimento conserva aún material genético de aquellos humanos, lo que ha permitido saber quiénes eran.
Esta revelación es histórica porque implica que ya no hacen falta fósiles humanos para identificar a los moradores de una cueva prehistórica. Al menos, siempre y cuando las condiciones de conservación sean tan buenas como las de la Galería de las Estatuas, y siempre que la excavación se haga de forma extremadamente cuidadosa para que no se alteren esas condiciones.
Marca de corte en una costilla de ciervo con restos de la herramienta de cuarcita que se utilizó para descarnar al animal. © Javier Trueba. Madrid Scientific Films
El yacimiento ha despertado el interés de Matthias Meyer, investigador senior del grupo de genética evolutiva del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva que dirige el afamado genetista Svante Pääbo, en Leipzig, Alemania.
El equipo dirigido por Meyer ha explorado durante los últimos años la posibilidad de obtener ADN directamente de los sedimentos, sin necesidad de tomar muestras en huesos humanos, que faltan en la mayoría de los yacimientos. En una ocasión anterior ya demostró que era posible recuperar ADN mitocondrial de los sedimentos, pero faltaba conseguirlo con el ADN nuclear. La Galería de las Estatuas ha ofrecido la pieza que faltaba para completar el puzle.
"El descubrimiento es una nueva revolución en la investigación del pasado remoto de los humanos", destaca José María Bermúdez de Castro (izquierda), codirector de Atapuerca y coautor del estudio, que se publica hoy en Science. “Es casi como hacer criminalística forense de la prehistoria”, resalta.
Hasta el momento, solo se había conseguido extraer ADN humano de los fósiles, de forma que si no había huesos a veces no se podía identificar a la especie humana que habitó cada yacimiento. La nueva técnica permite tomar una pizca de tierra de unos 20 miligramos, recuperar de ella el ADN de fluidos corporales que cayeron al suelo de las cuevas hace miles de años —sangre, heces— y encontrar en él mutaciones características que identifican de qué especie eran sus habitantes, conocer su linaje y hasta su sexo. El equipo ha estudiado sedimentos de dos cuevas del sur de Siberia —Denisova y Chagyrskaya— y de la cavidad burgalesa.
El análisis ha identificado a tres individuos de dos épocas diferentes que vivieron en la Galería de las Estatuas y desvela que hace 100.000 años, por razones desconocidas, los neandertales que vivían aquí fueron reemplazados por otro grupo de la misma especie, pero con un perfil genético muy diferente.
El ADN más antiguo hallado en la cueva de Burgos es de un varón que vivió hace unos 110.00 años. Sus ancestros se remontaban unos 20.000 años en el tiempo y procedían del este de Europa. Las capas más superficiales contienen ADN de al menos cuatro mujeres, la más reciente de hace unos 80.000 años. El perfil genético de estas es muy diferente, lo que indica que eran de un grupo distinto.
“No sabemos de dónde vinieron ni qué sucedió, pero pensamos que el clima fue clave”, explica Benjamin Vernot (izquierda), investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y coordinador del estudio. “En aquella época en Europa hacía cada vez más frío; se acercaba una nueva glaciación. Es posible que la caza desapareciese con el cambio del clima y que los neandertales que dependían de ella muriesen. Luego el tiempo volvió a ser más templado y llegó otro grupo de neandertales que probablemente eran muy diferentes en aspecto [ya con los rasgos característicos de esta especie, como una gran corpulencia y el cerebro más grande de todas las especies humanas conocidas]”, explica Vernot. Hay otra posibilidad más remota: que los recién llegados fuesen de alguna forma superiores, bien por su inteligencia, sus capacidades sociales o por el tipo de herramientas líticas que manejaban, y que sustituyesen al grupo primigenio, añade el investigador del Max Planck.
El equipo dirigido por Juan Luis Arsuaga, en la Galería de las Estatuas. (Javier Trueba - Madrid Scientific Films).
El material genético muestra que los dos linajes neandertales de Atapuerca estaban separados por unos 35.000 años de evolución por separado, más o menos lo mismo que hay entre un europeo y un asiático de la actualidad. “Es como si viéramos que en España los españoles han desaparecido por completo y ahora está poblada por aborígenes australianos”, explica Bermúdez de Castro. “Siempre he defendido que la ocupación humana de Europa se hizo por oleadas de grupos humanos que fueron reemplazándose, a veces por completo, a veces parcialmente. Es lo que ocurrió cuando el 'Homo sapiens' llegó a Europa y es lo que vemos ahora con los neandertales. De hecho, el fenómeno sigue ocurriendo. Hace 20.000 años los habitantes de Nueva York eran totalmente distintos, nativos americanos, mientras que hoy predomina una mezcla de orígenes europeos, africanos y americanos del sur. Y podemos estar seguros de que dentro de 1.000 años esa misma población será muy diferente de la actual”, resalta.
El equipo de Vernot lleva tres años perfeccionando esta nueva técnica para rescatar ADN de los sedimentos, tanto mitocondrial, que solo pasa de madres a hijos, como nuclear, que contiene más información y que hzasta ahora solo se había podido recuperar a partir de fósiles óseos.
Un científico procesa una de las muestras de sedimento analizadas.
El estudio publicado hoy confirma que el ADN en la tierra de las cuevas siberianas coincide con el de los fósiles hallados allí. La aplicación por primera vez a la cavidad de Atauerca —cuyos sedimentos abarcan un periodo desde hace entre 113.000 años y 70.000 años— confirma que es factible hallar material genético antiguo en yacimientos donde no hay fósiles o donde estos son tan pequeños que no puede extraerse ADN.
Las tres cuevas analizadas eran entornos muy fríos, ideales para conservar el frágil ADN. El equipo también intentó recuperar material genético de la Gran Dolina, el yacimiento al aire libre donde se hallaron restos de una especie humana mucho más antigua, el Homo antecessor, pero no tuvieron éxito, explica Bermúdez de Castro.
El genetista Carles Lalueza-Fox (izquierda) cree que “este es un método muy valioso”. “Se puede investigar, por ejemplo, la diversidad genética de un yacimiento concreto y entender mejor el proceso de extinción de los neandertales que desaparecieron para siempre hace 40.000 años”, explica. Para el investigador del CSIC queda claro que la forma de excavar va a cambiar para siempre: “Antes la tierra excavada se arrojaba ladera abajo. A partir de ahora no se tira nada”.
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