Os sedimentos nos quais os achados arqueológicos estão embutidos há muito são considerados pela maioria dos arqueólogos como subprodutos sem importância das escavações. No entanto, nos últimos anos, foi demonstrado que os sedimentos podem conter biomoléculas antigas, incluindo DNA. “A recuperação de DNA humano e faunístico antigo de sedimentos oferece novas e empolgantes oportunidades para investigar a distribuição geográfica e temporal de humanos antigos e outros organismos em locais onde seus restos esqueléticos são raros ou ausentes”, diz Matthias Meyer, autor sênior do estudo e pesquisador do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva em Leipzig.
Para investigar a origem do DNA no sedimento, os pesquisadores do Max Planck se uniram a um grupo internacional de geoarqueólogos – arqueólogos que aplicam técnicas geológicas para reconstruir a formação de sedimentos e sítios – para estudar a preservação de DNA em sedimentos em escala microscópica. Eles usaram blocos de sedimentos não perturbados que haviam sido removidos anteriormente de sítios arqueológicos e embebidos em resina sintética semelhante a plástico (poliéster). Os blocos endurecidos foram levados ao laboratório e cortados em seções para imagens microscópicas e análise genética.

Os pesquisadores extraíram com sucesso o DNA de uma coleção de blocos de sedimentos preparados há 40 anos, de locais na África, Ásia, Europa e América do Norte. "O fato de esses blocos serem uma excelente fonte de DNA antigo - incluindo o originário de hominídeos - apesar de muitas décadas de armazenamento em plástico, fornece acesso a um vasto repositório inexplorado de informações genéticas. O estudo abre uma nova era de estudos de DNA antigo que revisitará amostras armazenadas em laboratórios, permitindo a análise de locais que foram preenchidos há muito tempo, o que é especialmente importante devido à restrição de viagens e à inacessibilidade do local em um mundo pandêmico", diz Mike Morley, da Flinders University, na Austrália, que liderou alguns dos as análises geoarqueológicas.

Abundância de micro restos na matriz sedimentar

Os cientistas usaram blocos de sedimentos da Caverna Denisova, um local localizado nas montanhas de Altai, no centro-sul da Sibéria, onde foi recuperado DNA antigo de neandertais, denisovanos e humanos modernos, e mostraram que pequenas partículas orgânicas produziam mais DNA do que sedimentos amostrados aleatoriamente. "Isso mostra claramente que a alta taxa de sucesso da recuperação de DNA de mamíferos antigos dos sedimentos da Caverna Denisova vem da abundância de micro restos na matriz sedimentar, e não do DNA extracelular livre de fezes, fluidos corporais ou tecido celular em decomposição potencialmente adsorvido em grãos minerais. " afirma Vera Aldeias, coautora do estudo e investigadora da Universidade do Algarve em Portugal. "Este estudo é um grande passo para entender precisamente onde e sob que condições o DNA antigo é preservado em sedimentos", diz Morley.

A abordagem descrita no estudo permite a amostragem de sedimentos em microescala altamente localizada para análises de DNA e mostra que o DNA antigo (aDNA) não é distribuído uniformemente no sedimento; e que as características específicas do sedimento são mais propícias à preservação do DNA antigo do que outras. “Ligar o aDNA sedimentar ao microcontexto arqueológico significa que também podemos abordar a possibilidade de movimento físico de aDNA entre depósitos sedimentares”, diz Susan Mentzer, pesquisadora do Centro Senckenberg para Evolução Humana e Paleoambiente (Alemanha).

Diyendo Massilani, o principal autor do estudo, conseguiu recuperar quantidades substanciais de DNA neandertal de apenas alguns miligramas de sedimento. Ele conseguiu identificar o sexo dos indivíduos que deixaram seu DNA para trás e mostrou que eles pertenciam a uma população relacionada a um neandertal cujo genoma foi reconstruído anteriormente a partir de um fragmento ósseo descoberto na caverna. “O DNA neandertal nestas pequenas amostras de sedimentos embebidos em plástico estava muito mais concentrado do que o que normalmente encontramos em material solto”, diz ele. "Com essa abordagem, será possível no futuro analisar o DNA de muitos indivíduos humanos antigos a partir de apenas um pequeno cubo de sedimento solidificado. É divertido pensar que isso provavelmente aconteceu porque eles usaram a caverna como banheiro dezenas de milhares de anos atrás."

A pesquisa foi publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences .