Dans une étude marquante, scientifiques d'Australie, L'Allemagne et la Russie ont utilisé de l'ADN ancien récupéré à partir d'échantillons de sédiments de la grotte Denisova en Sibérie pour révéler une histoire professionnelle détaillée de ce site unique par trois groupes distincts d'humains anciens et une variété d'animaux au cours des 300 derniers, 000 ans.

Au pied des montagnes russes de l'Altaï, La grotte de Denisova est célèbre pour être le site où les restes fossiles d'un groupe énigmatique d'humains archaïques surnommés les Dénisoviens ont été découverts pour la première fois. C'est le seul site au monde connu pour avoir également été habité par leurs proches parents évolutionnaires - les Néandertaliens - et par les premiers humains modernes.

Au cours des 40 dernières années, Les archéologues russes ont récupéré une douzaine de fossiles de Denisovan et de Néandertal dans la grotte, y compris un os de la fille d'une mère néandertalienne et d'un père de Denisovan, mais aucun fossile humain moderne n'a été récupéré dans les gisements. La rareté des fossiles humains a contrecarré les tentatives visant à établir quels humains ont occupé la grotte de Denisova à diverses époques dans le passé et quel groupe a fabriqué les outils de pierre et autres artefacts extraits des gisements.

Dans cette nouvelle étude, une équipe interdisciplinaire de scientifiques réunie par le professeur Michael Shunkov de l'Institut d'archéologie et d'ethnographie (branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie), dont des géochronologues de l'Université de Wollongong (UOW), révèle la séquence d'occupation humaine de la grotte - ainsi que d'autres animaux troglodytes, y compris les ours, hyènes et loups - à partir de l'analyse génétique de plus de 700 échantillons de sédiments.

La recherche, Publié dans La nature le jeudi 24 juin, est la plus grande analyse jamais réalisée sur l'ADN sédimentaire d'un seul site.

L'identification d'ADN humain ancien dans 175 échantillons de sédiments élargit considérablement notre connaissance des Dénisoviens et des Néandertaliens sur le site, et fournit également la première preuve directe de l'homme moderne à la grotte Denisova.

Les chercheurs ont découvert que les Denisoviens habitaient la grotte, allumé et éteint, à partir de 250, il y a 000 ans jusqu'à 60, il y a 000 ans, et étaient responsables des premiers outils de pierre trouvés sur le site.

Les Néandertaliens sont apparus pour la première fois vers 200, il y a 000 ans, avec une variété particulière d'ADN qui était auparavant inconnue, et avait disparu à 40 ans, Il y a 000 ans, comme à l'époque de leur disparition ailleurs en Eurasie.

L'ADN ancien de l'homme moderne apparaît pour la première fois dans des sédiments déposés entre environ 60, 000 et 45, il y a 000 ans.

Les géochronologues de l'UOW, distingué professeur Richard 'Bert' Roberts, Professeur Zenobia Jacobs, Professeur agrégé Bo Li et Ph.D. l'étudiant Kieran O'Gorman a collecté 728 échantillons de sédiments dans une grille dense à partir des profils de sédiments exposés dans la grotte.

"L'analyse de l'ADN des sédiments offre une merveilleuse opportunité de combiner les dates que nous avons précédemment déterminées pour les dépôts de la grotte Denisova avec des preuves moléculaires de la présence d'hommes et de faune, " a déclaré le professeur Roberts.

"Je ne fais que collecter des centaines d'échantillons dans les trois chambres de la grotte, et documenter leurs emplacements précis, nous a pris plus d'une semaine, mais nous avons obtenu un ensemble complet d'échantillons couvrant plus de 300, 000 ans d'histoire sibérienne, " a déclaré le professeur Jacobs.

La nouvelle étude s'appuie sur la chronologie détaillée obtenue à partir de la datation optique des sédiments de la grotte Denisova à UOW, Publié dans La nature en 2019.

"La chronologie générée précédemment pour les sédiments de la grotte nous a permis de choisir les meilleurs endroits pour collecter les échantillons d'ADN et de tirer le meilleur parti des informations extraordinaires de l'ADN des sédiments, " a déclaré le professeur Jacobs.

À l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig, doctorat étudiante Elena Zavala, l'auteur principal de l'étude, extrait et séquencé de petites traces d'ADN mitochondrial humain et animal ancien de l'énorme collection d'échantillons.

"Ces efforts ont payé et nous avons détecté l'ADN de Denisoviens, Néandertaliens et anciens humains modernes dans 24% des échantillons, " elle a dit.

Lors de la correspondance des profils d'ADN avec les âges des couches, les chercheurs ont découvert que les premiers humains à visiter le site étaient des Denisoviens environ 250, il y a 000 ans, suivi par les Néandertaliens environ 200, il y a 000 ans. Seul l'ADN de Néandertal a été trouvé dans les sédiments déposés entre 130, 000 et 80, il y a 000 ans. Les Dénisoviens qui sont revenus après cette période portaient un ADN mitochondrial différent des Dénisoviens qui étaient là plus tôt, suggérant qu'une population différente était arrivée dans la région.

L'ADN humain moderne apparaît pour la première fois dans les couches initiales du Paléolithique supérieur, qui contenait des pendentifs et autres ornements faits d'os et de dents d'animaux, ivoire de mammouth, coquille d'oeuf d'autruche, marbre et pierres précieuses. "Cela fournit non seulement la première preuve d'humains modernes sur le site, mais suggère également qu'ils ont peut-être apporté de nouvelles technologies dans la région avec eux, ", a déclaré Mme Zavala.

Les scientifiques ont également trouvé de l'ADN animal dans presque tous les échantillons, et identifié deux périodes où des changements se sont produits dans les populations animales et humaines. La première, vers 190, il y a 000 ans, a coïncidé avec le passage de conditions relativement chaudes à relativement froides, lorsque les populations d'hyènes et d'ours ont changé et que les Néandertaliens sont apparus pour la première fois dans la grotte.

Le deuxième changement majeur s'est produit entre 130, 000 et 100, il y a 000 ans, ainsi qu'un changement climatique de conditions relativement froides à relativement chaudes. Au cours de cette période, les populations animales ont à nouveau changé, Les Dénisoviens ont disparu, et les Néandertaliens sont restés les seuls occupants humains de la grotte.

"La coïncidence de ces renouvellements de population avec les transitions climatiques entre les périodes interglaciaires et glaciaires suggère que les facteurs environnementaux ont joué un rôle clé dans le façonnement de l'histoire humaine et faunique de cette région, " a déclaré le professeur Roberts.

Professeur Matthias Meyer, chef du groupe Advanced DNA Sequencing Techniques au Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology et auteur principal de la nouvelle étude, 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."