Los artefactos de piedra, huesos o dientes proporcionan información importante sobre las estrategias de subsistencia de los primeros humanos, su comportamiento y su cultura. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil atribuir estos artefactos a individuos concretos, ya que los enterramientos y los ajuares funerarios eran muy escasos en el Paleolítico.

Esto ha limitado las posibilidades de extraer conclusiones sobre, por ejemplo, la división del trabajo o las funciones sociales de los individuos durante este periodo.

Con el fin de vincular directamente los objetos culturales a individuos concretos y profundizar así en el conocimiento de las sociedades paleolíticas, un equipo de investigación internacional e interdisciplinar, dirigido por el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, ha desarrollado un novedoso método no destructivo para aislar el ADN de huesos y dientes.

El diente perforado de ciervo descubierto en la cueva de Denisova tras la extracción de ADN | foto Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Aunque en general son más raros que las herramientas de piedra, los científicos se centraron específicamente en los artefactos fabricados con elementos esqueléticos, porque éstos son más porosos y, por tanto, tienen más probabilidades de retener el ADN presente en las células de la piel, el sudor y otros fluidos corporales.

Un nuevo método de extracción de ADN

Antes de poder trabajar con artefactos reales, el equipo tuvo que asegurarse de que los valiosos objetos no sufrieran daños. La estructura de la superficie de los artefactos óseos y dentales paleolíticos proporciona información importante sobre su producción y uso. Por tanto, preservar la integridad de los artefactos, incluidas las microestructuras de su superficie, era una prioridad absoluta, afirma Marie Soressi, arqueóloga de la Universidad de Leiden que supervisó el trabajo junto con Matthias Meyer, genetista del Max Planck.

El equipo probó la influencia de diversas sustancias químicas en la estructura de la superficie de piezas arqueológicas óseas y dentales y desarrolló un método no destructivo basado en el fosfato para la extracción de ADN.

Se podría decir que hemos creado una lavadora de artefactos antiguos dentro de nuestro limpio laboratorio, explica Elena Essel, la autora principal del estudio que desarrolló el método. Lavando los artefactos a temperaturas de hasta 90 °C, somos capaces de extraer ADN de las aguas de lavado, manteniendo los artefactos intactos.

El diente perforado de ciervo descubierto en la cueva de Denisova tras la extracción de ADN | foto Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Primeros contratiempos

El equipo aplicó por primera vez el método a un conjunto de artefactos de la cueva francesa de Quinçay excavados entre las décadas de 1970 y 1990. Aunque en algunos casos fue posible identificar ADN de los animales de los que procedían los artefactos, la gran mayoría del ADN obtenido procedía de las personas que habían manipulado los artefactos durante o después de la excavación. Esto dificultó la identificación del ADN humano antiguo.

Para superar el problema de la contaminación humana moderna, los investigadores se centraron entonces en el material recién excavado con guantes y mascarillas y guardado en bolsas de plástico limpias con los sedimentos aún adheridos.

Tres colgantes dentales de la cueva de Bacho Kiro (Bulgaria), donde se encuentran los humanos modernos más antiguos de Europa datados con seguridad, mostraban niveles significativamente más bajos de contaminación por ADN moderno; sin embargo, no se pudo identificar ADN humano antiguo en estas muestras.

Trabajos de excavación en la Cámara Sur de la Cueva Denisova en 2019 | foto Sergey Zelensky

Un colgante de la cueva de Denísova

El gran avance fue finalmente posible gracias a Maxim Kozlikin y Michael Shunkov, arqueólogos que excavaban la famosa Cueva de Denísova en Rusia.

En 2019, sin conocer el nuevo método que se estaba desarrollando en Leipzig, excavaron limpiamente y apartaron un colgante de diente de ciervo del Paleolítico Superior. A partir de él, los genetistas de Leipzig aislaron no solo el ADN del propio animal, un ciervo wapití, sino también grandes cantidades de ADN humano antiguo. La cantidad de ADN humano que recuperamos del colgante fue extraordinaria, dice Elena Essel, casi como si hubiéramos tomado una muestra de un diente humano.

Basándose en el análisis del ADN mitocondrial, la pequeña parte del genoma que se hereda exclusivamente de la madre a sus hijos, los investigadores llegaron a la conclusión de que la mayor parte del ADN procedía probablemente de un único individuo humano. Utilizando los genomas mitocondriales del wapití y del ser humano pudieron estimar la antigüedad del colgante entre 19.000 y 25.000 años, sin necesidad de tomar muestras del preciado objeto para su datación por C14.

Vista superior del diente perforado de ciervo descubierto en la cueva de Denisova, en el sur de Siberia | foto Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Además del ADN mitocondrial, los investigadores también recuperaron una fracción sustancial del genoma nuclear de su propietario humano. Basándose en el número de cromosomas X, determinaron que el colgante fue fabricado, utilizado o llevado por una mujer. También descubrieron que esta mujer estaba estrechamente emparentada genéticamente con antiguos individuos contemporáneos de Siberia, más al este, los llamados «antiguos euroasiáticos del norte», cuyos restos óseos ya se habían analizado anteriormente.

A los forenses no les sorprenderá que se pueda aislar ADN humano de un objeto que se ha manipulado mucho, afirma Matthias Meyer, pero es asombroso que esto siga siendo posible después de 20.000 años.

Los científicos esperan ahora aplicar su método a muchos otros objetos fabricados con huesos y dientes en la Edad de Piedra para saber más sobre la ascendencia genética y el sexo de los individuos que los fabricaron, usaron o llevaron.


Fuentes

Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology | Essel, E., Zavala, E.I., Schulz-Kornas, E. et al. Ancient human DNA recovered from a Palaeolithic pendant. Nature (2023). doi.org/10.1038/s41586-023-06035-2


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