title: Zooarchaeology by mass spectrometry analyses of Denisova Cave layers
Creators: name: Martin, Lidia
Publisher: name: :none
Year: 2025

description: Diese Arbeit fokussiert sich auf die Analyse von Knochenfragmenten der Schichten 13 und 14 der östlichen Kammer der Denisova-Höhle. Die Denisova-Höhle im Altai-Gebirge Südsibiriens hat zahlreiche hominide Fossilien sowie eine komplexe Stratigraphie hervorgebracht. Allerdings variiert die Verteilung von Fossilien und hominider DNA erheblich zwischen den Schichten der Höhle. Dies erschwert die Erforschung der Besiedlungsmuster, des Wechsels von Hominidenarten und möglicher zeitlicher Überschneidungen ihrer Präsenz. Die untersuchten Schichten 13 und 14 sind die ältesten Schichten der östlichen Kammer, in denen kulturelle Artefakte gefunden wurden. Sie datieren auf das späte mittlere Pleistozän (ca. 190–150 ka) und unterscheiden sich sowohl in der Menge archäologischer Überreste als auch in den klimatischen Bedingungen, die sie widerspiegeln. Schicht 14 ist die fundreichste archäologische Schicht in diesem Teil der Höhle. Daher ist es von zentraler Bedeutung zu bestimmen, welche Hominiden die in dieser Schicht gefundenen Artefakte geschaffen haben. Zur Entdeckung neuer Hominiden-Überreste wurde eine Methode aus der Paläoproteomik angewandt: die Zooarchäologie durch Massenspektrometrie (ZooMS). Diese Technik ermöglicht die taxonomische Identifikation von Knochenfragmenten, die morphologisch nicht bestimmbar sind, basierend auf Unterschieden in den Kollagenpeptidsequenzen verschiedener Arten. Von den rund 650 analysierten Knochenfragmenten konnten zwei als hominid identifiziert werden, da ihre Kollagenpeptidsequenzen mit bekannten Hominiden-Markern übereinstimmten. Diese wurden anschließend durch aDNA-Analysen bestätigt. Die nicht-hominiden Knochenfunde erlauben zudem Rückschlüsse auf Unterschiede in der Faunenzusammensetzung zwischen den beiden klimatisch unterschiedlichen Schichten. Diese Beobachtungen werden in der vorliegenden Arbeit diskutiert.
description: The genus Homo has spread from its origins in Africa several times. The latest such expansion is linked to the dispersal of modern humans (Homo sapiens) into Eurasia where several other, so-called archaic hominin species already lived. Such archaic hominins are the Neanderthals and Denisovans, the latter first attested at Denisova Cave in the Altai mountains of southern Siberia, Russia. Denisova Cave has yielded numerous hominin fossils and a rich stratigraphic sequence. However, the distribution of fossils and hominin DNA in the cave’s sediments varies considerably between layers. This renders our understanding of hominin occupation, alternation of hominin species and possible overlap, difficult to establish with certainty. In this thesis, I aim to close the gap created by the lack of hominin fossils from layers 13 and 14 of the East Chamber of Denisova Cave. These are some of the oldest cultural layers in the cave, dating to the late Middle Pleistocene between 190-150 ka (ka=thousand years ago), but lack hominin remains until now. The layers differ distinctively in the amount of archaeological remains, as well as the markers for climatic conditions prevailing at the time. In addition, layer 14 is the richest archaeological layer of the site, hence understanding who the maker of the lithic assemblages was, is crucial. To discover new hominin remains from these layers, I use a palaeoproteomics method known as Zooarchaeology by Mass Spectrometry (or ZooMS) to taxonomically categorize bone fragments that cannot be identified through morphology and therefore could be potentially of human origin. The method is based on subtle differences in the collagen peptide sequences of different taxa. Of the ~650 bone fragments I analysed from the East Chamber using ZooMS, two yielded results consistent with their origin as Hominidae. These were photographed and analysed isotopically before ancient DNA analyses. The non-hominin bones allowed me to explore differences in the faunal composition of these two climatic differing layers, and these observations are discussed in the thesis.