Kieran O’Gorman, Zenobia Jacobs e Bo Li coletam amostras de DNA de sedimentos de depósitos amplamente fosfatizados na Câmara Sul da Caverna de Denisova. Crédito:Richard ‘Bert’ Roberts, Universidade de Wollongong
Em um estudo marcante, cientistas da Austrália, A Alemanha e a Rússia usaram DNA antigo recuperado de amostras de sedimentos da Caverna Denisova na Sibéria para revelar uma história ocupacional detalhada deste local único por três grupos distintos de humanos antigos e uma variedade de animais nos últimos 300, 000 anos.
No sopé das montanhas Altai da Rússia, A caverna Denisova é famosa por ser o local onde os restos fósseis de um grupo enigmático de humanos arcaicos apelidados de Denisovanos foram descobertos pela primeira vez. É o único local no mundo conhecido por também ter sido habitado por seus parentes evolutivos próximos - os Neandertais - e pelos primeiros humanos modernos.
Nos últimos 40 anos, Arqueólogos russos recuperaram cerca de uma dúzia de fósseis denisovanos e neandertais da caverna - incluindo um osso da filha de uma mãe neandertal e pai denisovano - mas nenhum fóssil humano moderno foi recuperado dos depósitos. A escassez de fósseis humanos frustrou as tentativas de estabelecer quais humanos ocuparam a caverna Denisova em vários momentos no passado e qual grupo fez as ferramentas de pedra e outros artefatos escavados dos depósitos.
Neste novo estudo, uma equipe interdisciplinar de cientistas reunida pelo professor Michael Shunkov do Instituto de Arqueologia e Etnografia (filial da Sibéria da Academia Russa de Ciências), incluindo geocronologistas da Universidade de Wollongong (UOW), revela a sequência da ocupação humana da caverna, bem como outros animais que habitam a caverna, incluindo ursos, hienas e lobos - da análise genética de mais de 700 amostras de sedimentos.
A pesquisa, publicado em Natureza na quinta-feira, 24 de junho, é a maior análise já feita de DNA de sedimentos de um único local.
A entrada da caverna Denisova nas montanhas de Altai, na Rússia. Crédito:Richard ‘Bert’ Roberts, Universidade de Wollongong
A identificação de DNA humano antigo em 175 amostras de sedimentos expande muito nosso conhecimento sobre denisovanos e neandertais no local, e também fornece a primeira evidência direta de humanos modernos na caverna Denisova.
Os pesquisadores descobriram que os denisovanos habitavam a caverna, ligado e desligado, de 250, 000 anos atrás, até 60, 000 anos atrás, e foram responsáveis pelas primeiras ferramentas de pedra encontradas no local.
Os neandertais apareceram pela primeira vez por volta de 200, 000 anos atrás, com uma variedade particular de DNA que era previamente desconhecida, e tinha desaparecido por volta dos 40, 000 anos atrás - semelhante à época de seu desaparecimento em outro lugar na Eurásia.
O antigo DNA dos humanos modernos aparece pela primeira vez em sedimentos depositados entre cerca de 60, 000 e 45, 000 anos atrás.
Geocronologistas UOW Distinto Professor Richard 'Bert' Roberts, Professora Zenobia Jacobs, Professor Associado Bo Li e Ph.D. o estudante Kieran O'Gorman coletou 728 amostras de sedimentos em uma grade densa dos perfis de sedimentos expostos na caverna.
"A análise do DNA do sedimento oferece uma oportunidade maravilhosa de combinar as datas que determinamos anteriormente para os depósitos na caverna de Denisova com evidências moleculares da presença de pessoas e fauna, "Professor Roberts disse.
Kieran O’Gorman, Zenobia Jacobs e Bo Li coletam amostras de DNA de sedimentos da câmara principal da caverna Denisova. Crédito:Richard ‘Bert’ Roberts, Universidade de Wollongong
"Apenas coletando centenas de amostras de todas as três câmaras da caverna, e documentando suas localizações precisas, nos levou mais de uma semana, mas obtivemos um conjunto abrangente de amostras abrangendo mais de 300, 000 anos de história da Sibéria, "Professor Jacobs disse.
O novo estudo baseia-se na linha do tempo detalhada obtida a partir da datação óptica dos sedimentos da Caverna Denisova em UOW, publicado em Natureza em 2019.
"A cronologia gerada anteriormente para os sedimentos das cavernas nos permitiu escolher os melhores locais para coletar as amostras de DNA e aproveitar ao máximo as descobertas extraordinárias do DNA dos sedimentos, "Professor Jacobs disse.
No Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig, Ph.D. estudante Elena Zavala, o autor principal do estudo, extraiu e sequenciou pequenos traços de DNA mitocondrial humano e animal antigo da enorme coleção de amostras.
“Esses esforços valeram a pena e detectamos o DNA de denisovanos, Neandertais e humanos modernos antigos em 24 por cento das amostras, " ela disse.
Ao combinar os perfis de DNA com as idades das camadas, os pesquisadores descobriram que os primeiros humanos a visitar o local foram denisovanos, cerca de 250, 000 anos atrás, seguido por neandertais cerca de 200, 000 anos atrás. Apenas DNA de Neandertal foi encontrado em sedimentos depositados entre 130, 000 e 80, 000 anos atrás. Denisovanos que voltaram após este tempo carregaram um DNA mitocondrial diferente para Denisovanos que estavam lá antes, sugerindo que uma população diferente havia chegado à região.
Líder do projeto, Matthias Meyer, no antigo laboratório limpo de DNA do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária. Crédito:MPI EVA
O DNA humano moderno aparece pela primeira vez nas camadas iniciais do Paleolítico Superior, que continha pingentes e outros ornamentos feitos de ossos e dentes de animais, marfim de mamute, casca de ovo de avestruz, mármore e pedras preciosas. "Isso fornece não apenas a primeira evidência de humanos modernos no local, mas também sugere que eles podem ter trazido novas tecnologias para a região com eles, "Disse a Sra. Zavala.
Os cientistas também encontraram DNA animal em quase todas as amostras, e identificou dois períodos de tempo em que ocorreram mudanças nas populações animal e humana. O primeiro, por volta de 190, 000 anos atrás, coincidiu com uma mudança de condições relativamente quentes para condições relativamente frias, quando as populações de hienas e ursos mudaram e os neandertais apareceram pela primeira vez na caverna.
A segunda grande mudança ocorreu entre 130, 000 e 100, 000 anos atrás, junto com uma mudança no clima de condições relativamente frias para condições relativamente quentes. Durante este período, as populações de animais mudaram novamente, Denisovans desapareceu, e os neandertais foram deixados como os únicos ocupantes humanos da caverna.
"A coincidência dessas mudanças populacionais com as transições climáticas entre os períodos interglacial e glacial sugere que os fatores ambientais desempenharam um papel fundamental na formação da história humana e faunística desta região, "Professor Roberts disse.
Professor Matthias Meyer, líder do grupo de Técnicas Avançadas de Sequenciamento de DNA no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva e autor sênior do novo estudo, said:"Being able to generate such dense genetic data from an archaeological site is like a dream come true. There is so much information hidden in sediments—it will keep us and many other geneticists busy for a lifetime."
