Los sedimentos en los que están incrustados los hallazgos arqueológicos han sido considerados durante mucho tiempo por la mayoría de los arqueólogos como subproductos sin importancia de las excavaciones. Sin embargo, en los últimos años se ha demostrado que los sedimentos pueden contener biomoléculas antiguas, incluido el ADN. "La recuperación de ADN humano y animal antiguo de los sedimentos ofrece nuevas y emocionantes oportunidades para investigar la distribución geográfica y temporal de los humanos antiguos y otros organismos en sitios donde sus restos óseos son raros o están ausentes", dice Matthias Meyer, autor principal del estudio y investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig.

Para investigar el origen del ADN en el sedimento, los investigadores de Max Planck se asociaron con un grupo internacional de geoarqueólogos (arqueólogos que aplican técnicas geológicas para reconstruir la formación de sedimentos y sitios) para estudiar la conservación del ADN en sedimentos a escala microscópica. Utilizaron bloques de sedimentos intactos que habían sido extraídos previamente de sitios arqueológicos y empapados en resina sintética similar al plástico (poliéster). Los bloques endurecidos se llevaron al laboratorio y se cortaron en secciones para imágenes microscópicas y análisis genético.

Los investigadores extrajeron con éxito el ADN de una colección de bloques de sedimentos preparados hace 40 años, de sitios en África, Asia, Europa y América del Norte. "El hecho de que estos bloques sean una excelente fuente de ADN antiguo, incluido el que se origina en los homínidos, a pesar de que a menudo han estado almacenados en plástico durante décadas, brinda acceso a un vasto depósito de información genética sin explotar. El estudio abre una nueva era de estudios de ADN antiguo. que revisará las muestras almacenadas en los laboratorios, lo que permitirá el análisis de sitios que hace tiempo que se han rellenado, lo cual es especialmente importante dada la restricción de viaje y la inaccesibilidad del sitio en un mundo pandémico", dice Mike Morley de la Universidad de Flinders en Australia, quien dirigió algunos de los los análisis geoarqueológicos.

Abundancia de microrestos en la matriz sedimentaria

Los científicos utilizaron bloques de sedimento de la cueva Denisova, un sitio ubicado en las montañas de Altai en el centro sur de Siberia donde se recuperó el ADN antiguo de los neandertales, los denisovanos y los humanos modernos, y demostraron que las partículas orgánicas pequeñas produjeron más ADN que el sedimento muestreado al azar. "Muestra claramente que la alta tasa de éxito de la recuperación de ADN de mamíferos antiguos de los sedimentos de la cueva Denisova proviene de la abundancia de microrestos en la matriz del sedimento en lugar de ADN extracelular libre de heces, fluidos corporales o tejido celular en descomposición potencialmente adsorbido en granos minerales. " dice Vera Aldeias, coautora del estudio e investigadora de la Universidad de Algarve en Portugal. "Este estudio es un gran paso más para comprender con precisión dónde y en qué condiciones se conserva el ADN antiguo en los sedimentos", dice Morley.

El enfoque descrito en el estudio permite el muestreo de sedimentos a microescala altamente localizado para análisis de ADN y muestra que el ADN antiguo (ADNa) no se distribuye uniformemente en el sedimento; y que las características específicas de los sedimentos son más propicias para la preservación del ADN antiguo que otras. "La vinculación del ADNa del sedimento con el microcontexto arqueológico significa que también podemos abordar la posibilidad del movimiento físico del ADNa entre los depósitos sedimentarios", dice Susan Mentzer, investigadora del Centro Senckenberg para la Evolución Humana y el Paleoambiente (Alemania).

Diyendo Massilani, el autor principal del estudio, pudo recuperar cantidades sustanciales de ADN neandertal de solo unos pocos miligramos de sedimento. Pudo identificar el sexo de los individuos que dejaron su ADN y demostró que pertenecían a una población relacionada con un neandertal cuyo genoma fue reconstruido previamente a partir de un fragmento de hueso descubierto en la cueva. "El ADN neandertal en estas pequeñas muestras de sedimento incrustado en plástico estaba mucho más concentrado que lo que normalmente encontramos en el material suelto", dice. "Con este enfoque, en el futuro será posible analizar el ADN de muchos individuos humanos antiguos diferentes a partir de solo un pequeño cubo de sedimento solidificado. Es divertido pensar que esto es presumiblemente así porque usaron la cueva como inodoro decenas de hace miles de años."

La investigación fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences .