Redacción NM
Escrito por Mike W Morley, Diyendo Massilani, Matthias Meyer, Richard ‘Bert’ Roberts
Los depósitos arqueológicos suelen consistir en una mezcla de artefactos y restos de plantas y animales, incluido el fósil humano ocasional, todo contenido en una matriz de tierra. Pero en estos días, buscamos mucho más además de fósiles y artefactos.
Ahora podemos encontrar pistas sobre el pasado profundo en la misma tierra que excavamos. Junto con restos de plantas y animales, los sedimentos de un depósito arqueológico también pueden contener moléculas de ADN antiguas que se pueden extraer y utilizar para identificar las especies que alguna vez vivieron allí.
Este fue el caso de la cueva Denisova en el sur de Siberia, donde, el ADN de sedimentos, reveló las idas y venidas evolutivas de dos grupos de humanos ahora extintos que alguna vez vivieron allí: los neandertales y un grupo misterioso apodado los denisovanos.
# rompedor !!! Para terminar 2021 con una nota emocionante, utilizamos la micromorfología para investigar la fuente de ADN antiguo humano y de fauna en arqueología y los mecanismos que permiten su preservación durante miles de años. ¡Definitivamente una lectura obligada! https://t.co/jMLOeUnp3l
– Diyendo Massilani (@Diyendo) 30 de diciembre de 2021
Los avances recientes en este nuevo campo de la investigación genética ofrecen oportunidades interesantes para estudiar la distribución geográfica, el tiempo y el comportamiento de las poblaciones humanas pasadas. La posibilidad de obtener pistas del ADN de los sedimentos es importante también porque los restos humanos (huesos y dientes) rara vez se conservan en los sitios arqueológicos.
Nuestra nueva investigación, publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, revela exactamente de dónde proviene el ADN de los sedimentos arqueológicos, a escala microscópica.
Junto con colegas de todo el mundo, extrajimos ADN antiguo de bloques intactos de sedimentos empapados de resina recolectados en 13 sitios arqueológicos en Europa, Asia, África y América del Norte. A partir de estos bloques, identificamos una variedad de mamíferos, incluidos los neandertales en una muestra de la cueva Denisova.
Recuperamos ADN antiguo de 23 de los 47 bloques analizados, incluidas muestras de Rusia, Alemania, Francia y Turquía, pero no de muestras recolectadas en sitios de Israel, Marruecos, Sudáfrica o Estados Unidos.
Estos resultados se alinean con informes anteriores sobre los límites de la preservación del ADN antiguo en huesos y dientes. La supervivencia del ADN depende de la compleja interacción de las condiciones ambientales, incluida la temperatura, la humedad y la composición del suelo. Por lo general, se conserva mucho mejor en ambientes fríos y secos que en los desiertos o los trópicos.
Aunque el ADN puede sobrevivir en sedimentos durante decenas de miles de años en condiciones favorables, persisten las preguntas sobre dónde se originan estas moléculas de ADN y si podrían haber sido transportadas por agua entre capas arqueológicas.
En la investigación arqueológica, es crucial conocer la ubicación exacta de donde se encontró una pieza de evidencia. Las capas de sedimento se depositan durante muchos milenios, por lo que si las moléculas de ADN encuentran su camino hacia capas más viejas o más jóvenes, entonces nuestras estimaciones de su edad podrían estar fuera de lugar en miles de años.
Para investigar si las moléculas de ADN pueden ser transportadas por el agua de una capa arqueológica a otra, analizamos muestras de sedimentos de cuevas ocupadas en el pasado por humanos y otros animales.
Cortamos bloques de sedimento de cuevas empapados en resina en rodajas finas para obtener imágenes microscópicas y análisis genético. De estos, extrajimos con éxito ADN de bloques desenterrados hace 40 años.
Los bloques se recolectaron originalmente y se colocaron en resina endurecida para ayudar a comprender cómo se formaron los sitios arqueológicos. Pero nuestra capacidad relativamente nueva para recuperar ADN antiguo de estas muestras abre nuevas posibilidades para explorar el pasado.
Usamos un taladro dental para perforar pequeños agujeros en las rodajas de sedimento y nos animaron a encontrar el polvo resultante que contenía ADN antiguo. Entonces, examinamos en detalle características microscópicas particulares conservadas intactas en los bloques de los que cortamos las rodajas y las enfocamos para el análisis genético.
En nuestras muestras, el ADN antiguo se concentró en «puntos calientes» de tamaño milimétrico. Estos se asociaron típicamente con pequeños fragmentos de hueso, en efecto, microfósiles o heces fosilizadas. Al comprender mejor dónde se conserva el ADN en los sedimentos, ahora sabemos qué características microscópicas apuntar en estudios futuros.
Los bloques de sedimentos endurecidos con resina son muy estables a lo largo del tiempo y es poco probable que se contaminen con otras fuentes de ADN, como el ADN moderno de los humanos actuales.
Se pueden encontrar bloques de sedimento empapado de resina en los almacenes de arqueología de todo el mundo, lo que ofrece un depósito de pistas en gran parte sin explotar sobre las poblaciones humanas antiguas y los animales y plantas que vivían junto a ellos.
En un mundo pandémico, donde el acceso a los sitios arqueológicos podría ser limitado, estos bloques de sedimentos también podrían marcar el comienzo de una nueva era de «excavación científica», llevada a cabo en el laboratorio, no en el campo.
Los análisis detallados de los bloques de sedimentos archivados podrían reducir la necesidad de viajar a sitios remotos. Ya es un ejercicio costoso desde el punto de vista financiero y ambiental, pero se ha vuelto aún más desafiante durante la pandemia actual.
Identificar el origen del ADN en la suciedad arqueológica nos ayudará a refinar este conocimiento, especialmente para los sitios que carecen de huesos y dientes antiguos.
– Mike W Morley es de la Universidad Flinders, Diyendo Massilani y Matthias Meyer del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y Richard ‘Bert’ Roberts de la Universidad de Wollongong.
