Forskare från Oxford University har spelat en nyckelroll i ny forskning som identifierar de tidigaste bevisen för några av de första kända människorna - Denisovaner och Neandertalare, i södra Sibirien.

Professor Tom Higham och hans team vid Oxford Radiocarbon Accelerator Unit vid University of Oxford arbetade i samarbete med ett multidisciplinärt team från Storbritannien, Ryssland, Australien, Kanada och Tyskland, om den detaljerade utredningen under loppet av fem år, att datera den arkeologiska platsen för grottan Denisova. Beläget vid foten av Sibiriens Altai-berg, det är den enda platsen i världen som är känt för att ha varit ockuperad av båda arkaiska mänskliga grupperna (homininer) vid olika tidpunkter.

De två nya studierna publicerade i Natur , sätt nu en tidslinje på när neandertalarna och deras gåtfulla kusiner, Denisovanerna, var närvarande på platsen och de miljöförhållanden de stod inför innan de dog ut.

Denisova-grottan blev först uppmärksammad över hela världen 2010, med publiceringen av genomet erhållet från fingerbenet av en flicka som tillhör en grupp människor som inte tidigare identifierats i den paleoantropologiska journalen; Denisovanerna. Ytterligare uppenbarelser följde om Denisovans och Altai-neandertalarnas genetiska historia, baserat på analys av de få och fragmentariska homininresterna. Förra året, ett benfragment upptäckt av forskare vid Oxfords Research Laboratory for Archaeology and the History of Art och University of Manchester, gav genomet av dottern till neandertalarnas och Denisovan-föräldrarna - det första direkta beviset på korsning mellan två ålderdomliga hominingrupper. Men tillförlitliga datum för homininfossilerna som återvunnits från grottan har förblivit svårfångade, som har datum för DNA, artefakter, och djur- och växtrester hämtade från sedimenten.

Utgrävningar under de senaste 40 åren ledda av professorerna Anatoly Derevianko och Michael Shunkov från Institutet för arkeologi och etnografi (Siberian Branch of Russian Academy of Sciences) i Novosibirsk, avslöjade Sibiriens längsta arkeologiska sekvens.

I den nya forskningen, Oxford-teamet fick femtio radiokolåldrar från ben, tand- och kolfragment som återvunnits från de övre lagren av platsen, som en del av det ERC-finansierade projektet "PalaeoChron". Utöver dessa, mer än 100 optiska åldrar erhölls för grottsedimenten, varav de flesta är för gamla för radiokoldatering, av forskare vid University of Wollongong i Australien. En minimiålder för benfragmentet av blandad neandertal/denisovan härkomst erhölls också genom uranseriedatering av ett annat australiensiskt team. "Detta är första gången vi med säkerhet kan tilldela en ålder för alla arkeologiska sekvenser av grottan och dess innehåll", säger professor Higham.

För att bestämma de mest sannolika åldrarna för de arkaiska homininfossilen, en ny bayesiansk modell utvecklades av Oxford-teamet som kombinerade flera av dessa datum med information om stratigrafin av avlagringarna och genetiska åldrar för fossilerna Denisovan och Neanderthal i förhållande till varandra - det senare baserat på antalet substitutioner i mitokondriernas DNA sekvenser, som analyserades av Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Tyskland.

De förbättrade åldersuppskattningarna för homininfossilerna som erhållits med den nya Bayesianska åldersmodellen, "inkorporerar alla tillgängliga dateringsbevis för dessa små och isolerade fossiler, som ibland kan förskjutas efter avsättning i en grottsekvens", säger Dr. Katerina Douka (Max Planck Institute for Science of Human History, Tyskland), huvudförfattare till studien som rapporterar de nya radiokoldatumen och åldersuppskattningar av mänskliga fossiler.

"Denna nya kronologi för Denisova-grottan ger en tidslinje för den mängd data som genererats av våra ryska kollegor om grottans arkeologiska och miljömässiga historia under de senaste tre glacial-interglaciala cyklerna", säger huvudförfattaren till den optiska dateringsstudien, Professor Zenobia Jacobs vid University of Wollongong i Australien.

De nya studierna visar att grottan var ockuperad av denisovaner från minst 200, 000 år sedan, med stenverktyg i de djupaste avlagringarna som tyder på att mänsklig ockupation kan ha börjat så tidigt som 300, 000 år sedan. Neandertalare besökte platsen mellan 200, 000 och 100, 000 år sedan, med "Denny", flickan av blandad härkomst, avslöjar att de två grupperna av homininer träffades och korsades runt 100, 000 år sedan.

Det mesta av bevisen för neandertalare vid Denisova-grottan faller inom den senaste mellanistidperioden runt 120, 000 år sedan, när klimatet var relativt varmt, medan Denisovans överlevde genom mycket kallare perioder, för, innan de försvann runt 50, 000 år sedan.

Moderna människor var närvarande i andra delar av Asien vid den här tiden, men karaktären av alla möten mellan dem och Denisovans är fortfarande öppen för spekulationer i frånvaro av några fossila eller genetiska spår av moderna människor på platsen.

Oxford-teamet identifierade också de tidigaste bevisen hittills i norra Eurasien för utseendet av benpunkter och hängen gjorda av djurtänder som vanligtvis förknippas med moderna människor och signalerar början av den övre paleolitikum. Dessa daterar till mellan 43, 000 och 49, 000 år sedan.

Så, "medan dessa nya studier har lyft slöjan för några av mysterierna i Denisova-grottan, Andra spännande frågor återstår att besvaras av ytterligare forskning och framtida upptäckter, säger professor Richard 'Bert' Roberts, en medförfattare på de två tidningarna.

Professor Higham kommenterade att "det är en öppen fråga om huruvida denisovaner eller moderna människor gjorde dessa personliga prydnadsföremål som hittades i grottan." Vi hoppas att tillämpningen av sediment-DNA-analys i sinom tid kan göra det möjligt för oss att identifiera tillverkarna av dessa föremål, som ofta förknippas med symboliskt och mer komplext beteende i det arkeologiska arkivet”.