En ny studie, publiceras online idag i Proceedings of the National Academy of Sciences , avslöjar att neandertalarna gjorde en interkontinental vandring på mer än 3000 km för att nå Sibiriens Altaiberg, utrustad med en distinkt verktygslåda som används för att döda och slakta bison och hästar.

Neandertalarna är våra närmaste evolutionära kusiner och överlevde till runt 40, 000 år sedan i västra Europa. Deras arv lever vidare idag i DNA från alla människor med europeisk eller asiatisk härkomst.

Neandertalfossil rapporterades först från Altaibergen – den östligaste utposten av deras kända geografiska utbredningsområde – 2007. Inbäddat vid foten, Chagyrskaya-grottan har gett 74 neandertalfossiler, mer än någon annan plats i regionen, samt nästan 90, 000 stenverktyg och många benverktyg tillverkade av neandertalare.

Det multidisciplinära teamet av forskare från Ryssland, Australien, Ukraina, Polen, Tyskland och Kanada, inklusive University of Wollongong geokronolog professor Richard "Bert' Roberts, utförde detaljerade undersökningar av platsen för att upptäcka nya ledtrådar om historien om dessa sibiriska neandertalare.

De 3,5 meter tjocka grottavlagringarna grävdes ut första gången 2007. Datering av sedimenten och benen av slaktad bison visade att neandertalare bodde i grottan någon gång mellan 59, 000 och 49, 000 år sedan – kort innan moderna människor först kom in i denna region.

"Den mest överraskande upptäckten var hur nära Chagyrskaya-stenverktygen liknar Micoquian-verktyg från arkeologiska platser i centrala och östra Europa, " sa projektledaren Dr. Kseniya Kolobova från den ryska vetenskapsakademins institut för arkeologi och etnografi i Novosibirsk.

Med hjälp av en mängd olika statistiska tester, Dr. Kolobova och hennes team av arkeologer jämförde de särskiljande stenverktygen som hittades i Chagyrskaya-grottan med de som återfanns från Micoquian-platser i Europa och Centralasien. De identifierade regionen mellan Krim och norra Kaukasus som Chagyrskaya-verktygsmakarnas troliga förfäders hemland.

"Denna del av östra Europa ligger 3000 till 4000 kilometer från Chagyrskaya-grottan, motsvarigheten till att gå från Sydney till Perth eller från New York till Los Angeles – en verkligt episk resa, ", sa medförfattaren professor Roberts från UOW:s Center for Archaeological Science.

Analys av djur- och växtrester utvunna från Chagyrskaya-grottan visade att neandertalarna var skickliga på att jaga bison och hästar i kylan, torr och trädlös miljö, medan mikroskopiska studier av sedimenten gav ytterligare ledtrådar om de levnadsförhållanden de fick utstå.

"Neandertalarna var suveränt anpassade till livet på stäpp- och tundra-stäpplandskap, och kunde ha nått Altaibergen från östra Europa genom att gå runt Kaspiska havet och sedan österut längs stäppbältet, " sa medförfattaren och geoarkeologen Dr. Maciej Krajcarz från Institutet för geologiska vetenskaper i den polska vetenskapsakademin.

De nya arkeologiska bevisen indikerar minst två separata migrationer av neandertalare till södra Sibirien, och stöds oberoende av hela genomstudier av forntida DNA erhållet från neandertalfossiler.

Den första migreringen skedde mer än 100, 000 år sedan, banar väg till den närliggande platsen för Denisova-grottan - känd som hemmet för de gåtfulla Denisovanerna, en systergrupp till neandertalarna, som också ockuperade grottan ibland. En nyare migrationshändelse – med ursprung i östra Europa, möjligen omkring 60, 000 år sedan - ledde till att neandertalarna kom till Chagysrkaya-grottan, beväpnade med deras distinkta Micoquian-verktygslåda.

DNA-studier bekräftar ett samband mellan neandertalare som lever i Europa och Chagyrskaya-grottan efter 100, 000 år sedan. Trots den geografiska närheten till grottorna Chagyrskaya och Denisova, Chagyrskayas neandertalgenom är mer likt de europeiska neandertalarnas än det är 110, 000 år gammal neandertalare från Denisova-grottan.

"Genom att kombinera dessa nya insikter från arkeologi och genetik, vi kan börja pussla ihop den spännande historien om de östligaste neandertalarna och händelserna som formade historien om våra forntida mänskliga släktingar, " sa Dr Kolobova.