El análisis molecular revela nuevos fósiles denisovanos, los más antiguos hasta la fecha

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Foto: Los nuevos huesos de homínidos que se identificaron en la cueva Denísova mediante ZooMS. Los homínidos tienen un marcador en 1477 que se destaca en comparación con todos los demás mamíferos de la cueva Denisova. Cuando se identifica 1477 en una muestra, se sabe que se ha encontrado algo especial. En 3.791 huesos se identificó el marcador 1477 cinco veces.

Un equipo internacional, dirigido por investigadores de las Universidades de Viena y Tübingen, y la Sociedad Max Planck, ha identificado cinco nuevos fósiles humanos entre los restos óseos recuperados en la famosa cueva Denísova, en el sur de Siberia. De estos cinco fósiles humanos, se les pudo extraer ADN mitocondrial a cuatro de ellos: tres son denisovanos y uno neandertal. Fueron encontrados en un contexto seguro y bien fechado de unos 200.000 años, rodeados de restos arqueológicos como herramientas de piedra y restos de comida, todo lo cual arroja luz sobre las estrategias de adaptación de estos primeros homínidos a medida que se extendían por Eurasia.

La cueva Denísova, en las montañas de Altai, en el sur de Siberia, saltó a la fama hace 11 años, cuando la secuenciación genética de un hueso meñique fósil reveló un nuevo grupo humano previamente desconocido. A pesar de que este grupo de homínidos ha sido nombrado 'denisovanos' por el sitio donde fueron hallados, identificar más restos de los mismos en la cueva ha sido un desafío, ya que tales restos humanos son extremadamente fragmentarios y difíciles de detectar entre los cientos de miles de huesos de animales que también están presentes. Sin restos definitivos y claros de denisovanos, saber cuándo llegaron a este enclave, cómo vivían y cómo interactuaban con otros humanos con los que compartían el espacio, resultaba un misterio.

En el transcurso de cuatro años, un equipo dirigido por la profesora Katerina Douka (izquierda), del Departamento de Antropología Evolutiva de la Universidad de Viena, con colegas en Alemania y Rusia, ha trabajado para extraer y analizar proteínas antiguas y ADN de casi 4.000 fragmentos óseos recuperados en la Cueva Denísova. Sus nuevos hallazgos se han publicado en Nature Ecology and Evolution y brindan información sólida sobre los primeros ocupantes de la cueva y su firma arqueológica.

Mediante un método biomolecular, conocido como huella dactilar de péptidos o 'ZooMS' (Zooarqueología por espectroscopia de masas, que identifica pequeñas diferencias en las secuencias de aminoácidos del colágeno de los huesos), el equipo se centró en las capas más antiguas de la cueva, las cuales datan de hace 200.000 años y carecían de fósiles humanos identificados hasta ahora. Dicho método es el único medio por el cual los científicos podrían encontrar restos humanos entre los miles de huesos hallados, ya que más del 95%, de más de 250.000 fragmentos, están demasiado fragmentados como para ser identificados a través de los métodos estándar.

A la izquierda están los restos óseos antes de que se comience a prepararlos para el análisis mediante ZooMS. A la derecha, los huesos ya perforados (se necesitan 20 mg de hueso para el análisis) están en su propio envase individual.

Samantha Brown (derecha), estudiante de doctorado en el Proyecto ERC FINDER, dirigido por la profesora Douka, y ahora líder de grupo junior en la Universidad de Tübingen, analizó 3.800 fragmentos óseos de no más de 4 centímetros de longitud que anteriormente se consideraban no identificables de modo taxonómico. Finalmente, Brown pudo hacerlo con cinco huesos cuyo colágeno coincidía con el perfil de péptidos humanos. “Encontrar un hueso humano nuevo hubiera sido genial, pero ¿cinco? Esto superó mis sueños más exigentes”, dice Brown.

“Nos sorprendió descubrir nuevos fragmentos de huesos humanos que preservaran biomoléculas intactas en capas tan antiguas”, afirma Douka.

De los cinco huesos humanos identificados, cuatro contenían suficientes fragmentos de ADN auténtico para permitir a los investigadores reconstruir su genoma mitocondrial. Tres de estos se alinearon con el tipo de ADNmt de los denisovanos y uno con el tipo de Homo neanderthalensis. Estos nuevos huesos de denisovanos, que datan de hace 200.000 años, son algunos de los fósiles humanos más antiguos que se hayan secuenciado genéticamente.

Foto: Investigadores en la cámara este de la cueva Denisova, de izquierda a derecha: Michael Shunkov, Katerina Douka, Tom Higham, Maxim Kozlinkin / Sergey Zelinski, Academia de Ciencias de Rusia.

"Denísova es un lugar asombroso en la preservación del ADN, y ahora hemos reconstruido genomas a partir de algunos de los fósiles humanos más antiguos y mejor conservados", dice el Dr. Diyendo Massilani (izquierda), investigador postdoctoral del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, el cual dirigió los análisis genéticos de los nuevos fósiles.

Los nuevos hallazgos ayudan a cerrar una brecha con respecto a las adaptaciones de los primeros denisovanos. Éstos aparecen en el lugar durante un periodo interglaciar (un período cálido durante el cual el ambiente y las temperaturas eran similares a las actuales) y aprovechan la ubicación estratégica de la cueva. Ostentan una tradición lítica en toda regla, y utilizan la materia prima que se encuentra en el aluvión del cercano río Anui, al tiempo que cazan herbívoros como bisontes, corzos y ciervos, gacelas y antílopes saiga, e incluso rinocerontes lanudos. Continúan practicando patrones de subsistencia similares durante varios miles de años, hasta que, hace unos 150.000-130.000 años, aparecen los neandertales en la cueva, los cuales están representados por uno de los fósiles descubiertos en el estudio actual.

Herramientas líticas denisovanas halladas en la cueva Denísova.

El miembro del equipo, el profesor Tom Higham (derecha), también de la Universidad de Viena, dice que “la aplicación de huellas dactilares biomoleculares como la que hemos hecho en Denísova nos ha permitido encontrar más fósiles humanos que a través de excavaciones arqueológicas formales. Es un gran avance técnico para la arqueología paleolítica”.

La investigación en la cueva Denísova continúa a través de un trabajo de campo sistemático y análisis específicos de huesos y sedimentos con un equipo de arqueólogos rusos que acampan allí durante casi 6 meses cada año. Sigue siendo el único enclave descubierto hasta ahora que contiene evidencias de la presencia periódica de los tres principales grupos de homínidos, denisovanos, neandertales y humanos modernos en los últimos 200.000 años.

Fuente: Instituto Max Planck | 26 de noviembre de 2021