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The union of classical archaeology with biology, in general, and molecular biology, in particular, is reaching goals that were considered impossible just a few years ago. That has been possible thanks to the development of technologies like first-, second- and third-generation sequencing of nucleic acids. Among bioarchaeology challenges is de-extinction of ancient species. That represents huge technological challenges. Ethical issues and excessive costs should be also taken into consideration. So far, it has been possible to clone ancient genes, like the ones encoding scents from extinct plants. They include Wynberg conebush (Leucadendron grandiflorum), Maui’s mountain-hibiscus (Hibiscadelphus wilderianus) and Falls-of-the-Ohio scurfpea (Orbexilum stipulatum). Thus, synthetic biology has been exploited to clone genes encoding enzymes catalyzing biosynthesis of scent molecules, like terpenes. They have been expressed in yeasts, producing ancient fragrances. This is just an exciting example of the potential of this technology.

La unión de la arqueología clásica con la biología, en general, y la biología molecular, en particular, está alcanzando objetivos que eran considerados imposible hace tan solo unos años. Ello ha sido posible gracias a el desarrollo de tecnologías como la secuenciación de ácidos nucleicos de primera, segunda y tercera generación. Entre los retos de la bioarqueología se encuentra la des-extinción de especies antiguas. Ello representa grandes retos tecnológicos. Los aspectos éticos y costes excesivos también deben tenerse en cuenta. Hasta el momento, ha sido posible clonar genes antiguos, como los que codifican aromas de plantas extintas. Estas incluyen el arbusto de piña Wynberg (Leucadendron grandiflorum), el hibisco de montaña de Maui (Hibiscadelphus wilderianus) y el guisante escamoso de las Cascadas de Ohio (Orbexilum stipulatum). De este modo, la biología sintética ha sido explotada para clonar genes codificantes de enzimas que catalizan la biosíntesis de moléculas aromáticas, como los terpenos. Han sido expresados en levaduras, produciendo fragancias antiguas. Esto es, nada más y nada menos que un ejemplo excitante del potencial de esta tecnología.

The union of classical archaeology with biology, in general, and molecular biology, in particular, is reaching goals that were considered impossible just a few years ago. That has been possible thanks to the development of technologies like first-, second- and third-generation sequencing of nucleic acids. Among bioarchaeology challenges is de-extinction of ancient species. That represents huge technological challenges. Ethical issues and excessive costs should be also taken into consideration. So far, it has been possible to clone ancient genes, like the ones encoding scents from extinct plants. They include Wynberg conebush (Leucadendron grandiflorum), Maui’s mountain-hibiscus (Hibiscadelphus wilderianus) and Falls-of-the-Ohio scurfpea (Orbexilum stipulatum). Thus, synthetic biology has been exploited to clone genes encoding enzymes catalyzing biosynthesis of scent molecules, like terpenes. They have been expressed in yeasts, producing ancient fragrances. This is just an exciting example of the potential of this technology.

La unión de la arqueología clásica con la biología, en general, y la biología molecular, en particular, está alcanzando objetivos que eran considerados imposible hace tan solo unos años. Ello ha sido posible gracias a el desarrollo de tecnologías como la secuenciación de ácidos nucleicos de primera, segunda y tercera generación. Entre los retos de la bioarqueología se encuentra la des-extinción de especies antiguas. Ello representa grandes retos tecnológicos. Los aspectos éticos y costes excesivos también deben tenerse en cuenta. Hasta el momento, ha sido posible clonar genes antiguos, como los que codifican aromas de plantas extintas. Estas incluyen el arbusto de piña Wynberg (Leucadendron grandiflorum), el hibisco de montaña de Maui (Hibiscadelphus wilderianus) y el guisante escamoso de las Cascadas de Ohio (Orbexilum stipulatum). De este modo, la biología sintética ha sido explotada para clonar genes codificantes de enzimas que catalizan la biosíntesis de moléculas aromáticas, como los terpenos. Han sido expresados en levaduras, produciendo fragancias antiguas. Esto es, nada más y nada menos que un ejemplo excitante del potencial de esta tecnología.

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La unión de la arqueología clásica con la biología, en general, y la biología molecular, en particular, está alcanzando objetivos que eran considerados imposible hace tan solo unos años. Ello ha sido posible gracias a el desarrollo de tecnologías como la secuenciación de ácidos nucleicos de primera, segunda y tercera generación. Entre los retos de la bioarqueología se encuentra la des-extinción de especies antiguas. Ello representa grandes retos tecnológicos. Los aspectos éticos y costes excesivos también deben tenerse en cuenta. Hasta el momento, ha sido posible clonar genes antiguos, como los que codifican aromas de plantas extintas. Estas incluyen el arbusto de piña Wynberg (Leucadendron grandiflorum), el hibisco de montaña de Maui (Hibiscadelphus wilderianus) y el guisante escamoso de las Cascadas de Ohio (Orbexilum stipulatum). De este modo, la biología sintética ha sido explotada para clonar genes codificantes de enzimas que catalizan la biosíntesis de moléculas aromáticas, como los terpenos. Han sido expresados en levaduras, produciendo fragancias antiguas. Esto es, nada más y nada menos que un ejemplo excitante del potencial de esta tecnología.

What made us human? Evolution from first hominins (Homo habilis) to modern humans (Homo sapiens sapiens) is a fascinating subject, for obvious reasons. That is related not only to the use of tools (which other animals may also handle), but –most importantly– to self-consciousness and, consequently, wondering about the three big philosophical questions of life. Thus, at a point in human evolution, we started to ask ourselves about where do we come from, what is our purpose in life and what comes after death. Different approaches have been taken to try to address such questions, including religion (beliefs), philosophy (thoughts) and science (experiments). Fortunately, recent breakthroughs in technology allow to apply science, in general, and molecular biology like sequencing of ancient DNA (aDNA) genomes, in particular, to decipher the most fundamental basis of human evolution. The conclusion is exciting, since it seems that such biological changes were due to duplication, repair and conversion of Notch Homolog 2 (NOTCH2) genes into Notch Homolog 2 N-terminal-Like (NOTCH2NL) ones. That caused the expansion of brain cortex and made us human. But, unfortunately, that is also related to recurrent neurodevelopmental diseases, to which humans are specially prone, in relation to other animals, ¿Qué nos hizo humanos? La evolución desde los primeros homínidos (Homo habilis) a los humanos modernos (Homo sapiens sapiens) es un tema fascinante, por razones obvias. Ello está relacionado no solo con el uso de herramientas (que otros animales también pueden usar), sino –y más importante– con la consciencia (conciencia de sí mismo), para preguntarse las tres grandes cuestiones filosóficas de la vida. Así, en un momento de la evolución humana, comenzamos a preguntarnos sobre de dónde venimos, el sentido de la vida y qué hay tras la muerte. Se han usado diferentes aproximaciones para tratar de dar respuesta a dichas cuestiones, incluyendo religión (creencias), filosofía (ideas) y ciencia (experimentos). Afortunadamente, los recientes avances en tecnología permiten aplicar la ciencia, en general, y la biología molecular como la secuenciación de genomas de ADN antiguo (ADNa), en particular, para descifrar la base más fundamental de la evolución humana. La conclusión es apasionante, ya que parece que dichos cambios biológicos fueron debidos a la duplicación, reparación y conversión de genes homólogos de muesca 2 (NOTCH2; del inglés, “Notch Homolog 2”) en genes similares a N terminal de homólogos de muesca 2 (NOTCH2NL; del inglés, “Notch Homolog 2 N-terminal-Like”). Ello causó la expansión del córtex cerebral y nos hizo humanos. Pero, lamentablemente, ello está también relacionado con enfermedades recurrentes del desarrollo neurológico, a las que los humanos son especialmente propensos, en relación con otros animales.

What made us human? Evolution from first hominins (Homo habilis) to modern humans (Homo sapiens sapiens) is a fascinating subject, for obvious reasons. That is related not only to the use of tools (which other animals may also handle), but –most importantly– to self-consciousness and, consequently, wondering about the three big philosophical questions of life. Thus, at a point in human evolution, we started to ask ourselves about where do we come from, what is our purpose in life and what comes after death. Different approaches have been taken to try to address such questions, including religion (beliefs), philosophy (thoughts) and science (experiments). Fortunately, recent breakthroughs in technology allow to apply science, in general, and molecular biology like sequencing of ancient DNA (aDNA) genomes, in particular, to decipher the most fundamental basis of human evolution. The conclusion is exciting, since it seems that such biological changes were due to duplication, repair and conversion of Notch Homolog 2 (NOTCH2) genes into Notch Homolog 2 N-terminal-Like (NOTCH2NL) ones. That caused the expansion of brain cortex and made us human. But, unfortunately, that is also related to recurrent neurodevelopmental diseases, to which humans are specially prone, in relation to other animals., ¿Qué nos hizo humanos? La evolución desde los primeros homínidos (Homo habilis) a los humanos modernos (Homo sapiens sapiens) es un tema fascinante, por razones obvias. Ello está relacionado no solo con el uso de herramientas (que otros animales también pueden usar), sino –y más importante– con la consciencia (conciencia de sí mismo), para preguntarse las tres grandes cuestiones filosóficas de la vida. Así, en un momento de la evolución humana, comenzamos a preguntarnos sobre de dónde venimos, el sentido de la vida y qué hay tras la muerte. Se han usado diferentes aproximaciones para tratar de dar respuesta a dichas cuestiones, incluyendo religión (creencias), filosofía (ideas) y ciencia (experimentos). Afortunadamente, los recientes avances en tecnología permiten aplicar la ciencia, en general, y la biología molecular como la secuenciación de genomas de ADN antiguo (ADNa), en particular, para descifrar la base más fundamental de la evolución humana. La conclusión es apasionante, ya que parece que dichos cambios biológicos fueron debidos a la duplicación, reparación y conversión de genes homólogos de muesca 2 (NOTCH2; del inglés, “Notch Homolog 2”) en genes similares a N terminal de homólogos de muesca 2 (NOTCH2NL; del inglés, “Notch Homolog 2 N-terminal-Like”). Ello causó la expansión del córtex cerebral y nos hizo humanos. Pero, lamentablemente, ello está también relacionado con enfermedades recurrentes del desarrollo neurológico, a las que los humanos son especialmente propensos, en relación con otros animales

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First-Generation Sequencing (FGS) revolutionized molecular biology in general, and bioarchaeology in particular. That allowed to study ancient DNA (aDNA) remains for the first time. Second-Generation Sequencing (SGS) further improved throughput, reducing time and cost per sequenced nucleotide base. Most importantly, it allowed to sequence full ancient-genomes, like the ones of Neanderthals. Third-Generation Sequencing (TGS) improved even more SGS throughput, also allowing to sequence single molecules, without requiring previous amplification or modification steps. That is revolutionary, overcoming putative biases associated to such steps. This opens the door for true-direct RNA sequencing [without retrotranscription into complementary DNA (cDNA)], including ancient RNA (aRNA). Different TGS platforms are arising, promising exciting new discoveries on bioarchaeology for both aDNA and aRNA, La secuenciación de primera generación (FGS; del inglés, “First-Generation Sequencing”) revolucionó la biología molecular en general, y la bioarqueología en particular. Ello permitió estudiar restos de ADN antiguo (ADNa) por primera vez. La secuenciación de segunda generation (SGS; del inglés, “Second-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento, reduciendo el tiempo y coste por base nucleotídica secuenciada. Además, permitió secuenciar genomas antiguos completos, como los de neandertales. La secuenciación de tercera generación (TGS; del inglés, “Third-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento de SGS, permitiendo además secuenciar moléculas individuales, sin requerir pasos previos de amplificación o modificación. Ello es revolucionario, evitando posibles sesgos asociados a tales pasos previos. Esto abre la puerta para la secuenciación directa verdadera del ARN [sin retrotranscripción en ADN complementario (ADNc)], incluyendo ARN antiguo (ARNa). Diferentes plataformas de TGS están surgiendo, prometiendo nuevos y emocionante descubrimientos en bioarqueología, tanto para ADNa como ARNa

First-Generation Sequencing (FGS) revolutionized molecular biology in general, and bioarchaeology in particular. That allowed to study ancient DNA (aDNA) remains for the first time. Second-Generation Sequencing (SGS) further improved throughput, reducing time and cost per sequenced nucleotide base. Most importantly, it allowed to sequence full ancient-genomes, like the ones of Neanderthals. Third-Generation Sequencing (TGS) improved even more SGS throughput, also allowing to sequence single molecules, without requiring previous amplification or modification steps. That is revolutionary, overcoming putative biases associated to such steps. This opens the door for true-direct RNA sequencing [without retrotranscription into complementary DNA (cDNA)], including ancient RNA (aRNA). Different TGS platforms are arising, promising exciting new discoveries on bioarchaeology for both aDNA and aRNA, La secuenciación de primera generación (FGS; del inglés, “First-Generation Sequencing”) revolucionó la biología molecular en general, y la bioarqueología en particular. Ello permitió estudiar restos de ADN antiguo (ADNa) por primera vez. La secuenciación de segunda generation (SGS; del inglés, “Second-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento, reduciendo el tiempo y coste por base nucleotídica secuenciada. Además, permitió secuenciar genomas antiguos completos, como los de neandertales. La secuenciación de tercera generación (TGS; del inglés, “Third-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento de SGS, permitiendo además secuenciar moléculas individuales, sin requerir pasos previos de amplificación o modificación. Ello es revolucionario, evitando posibles sesgos asociados a tales pasos previos. Esto abre la puerta para la secuenciación directa verdadera del ARN [sin retrotranscripción en ADN complementario (ADNc)], incluyendo ARN antiguo (ARNa). Diferentes plataformas de TGS están surgiendo, prometiendo nuevos y emocionante descubrimientos en bioarqueología, tanto para ADNa como ARNa

First-Generation Sequencing (FGS) revolutionized molecular biology in general, and bioarchaeology in particular. That allowed to study ancient DNA (aDNA) remains for the first time. Second-Generation Sequencing (SGS) further improved throughput, reducing time and cost per sequenced nucleotide base. Most importantly, it allowed to sequence full ancient-genomes, like the ones of Neanderthals. Third-Generation Sequencing (TGS) improved even more SGS throughput, also allowing to sequence single molecules, without requiring previous amplification or modification steps. That is revolutionary, overcoming putative biases associated to such steps. This opens the door for true-direct RNA sequencing [without retrotranscription into complementary DNA (cDNA)], including ancient RNA (aRNA). Different TGS platforms are arising, promising exciting new discoveries on bioarchaeology for both aDNA and aRNA, La secuenciación de primera generación (FGS; del inglés, “First-Generation Sequencing”) revolucionó la biología molecular en general, y la bioarqueología en particular. Ello permitió estudiar restos de ADN antiguo (ADNa) por primera vez. La secuenciación de segunda generation (SGS; del inglés, “Second-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento, reduciendo el tiempo y coste por base nucleotídica secuenciada. Además, permitió secuenciar genomas antiguos completos, como los de neandertales. La secuenciación de tercera generación (TGS; del inglés, “Third-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento de SGS, permitiendo además secuenciar moléculas individuales, sin requerir pasos previos de amplificación o modificación. Ello es revolucionario, evitando posibles sesgos asociados a tales pasos previos. Esto abre la puerta para la secuenciación directa verdadera del ARN [sin retrotranscripción en ADN complementario (ADNc)], incluyendo ARN antiguo (ARNa). Diferentes plataformas de TGS están surgiendo, prometiendo nuevos y emocionante descubrimientos en bioarqueología, tanto para ADNa como ARNa

First-Generation Sequencing (FGS) revolutionized molecular biology in general, and bioarchaeology in particular. That allowed to study ancient DNA (aDNA) remains for the first time. Second-Generation Sequencing (SGS) further improved throughput, reducing time and cost per sequenced nucleotide base. Most importantly, it allowed to sequence full ancient-genomes, like the ones of Neanderthals. Third-Generation Sequencing (TGS) improved even more SGS throughput, also allowing to sequence single molecules, without requiring previous amplification or modification steps. That is revolutionary, overcoming putative biases associated to such steps. This opens the door for true-direct RNA sequencing [without retrotranscription into complementary DNA (cDNA)], including ancient RNA (aRNA). Different TGS platforms are arising, promising exciting new discoveries on bioarchaeology for both aDNA and aRNA, La secuenciación de primera generación (FGS; del inglés, “First-Generation Sequencing”) revolucionó la biología molecular en general, y la bioarqueología en particular. Ello permitió estudiar restos de ADN antiguo (ADNa) por primera vez. La secuenciación de segunda generation (SGS; del inglés, “Second-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento, reduciendo el tiempo y coste por base nucleotídica secuenciada. Además, permitió secuenciar genomas antiguos completos, como los de neandertales. La secuenciación de tercera generación (TGS; del inglés, “Third-Generation Sequencing”) mejoró aún más el rendimiento de SGS, permitiendo además secuenciar moléculas individuales, sin requerir pasos previos de amplificación o modificación. Ello es revolucionario, evitando posibles sesgos asociados a tales pasos previos. Esto abre la puerta para la secuenciación directa verdadera del ARN [sin retrotranscripción en ADN complementario (ADNc)], incluyendo ARN antiguo (ARNa). Diferentes plataformas de TGS están surgiendo, prometiendo nuevos y emocionante descubrimientos en bioarqueología, tanto para ADNa como ARNa

Glucose is preferentially stored as starch in plants. Thus, the remains of such polysaccharide may represent an invaluable source of archaeological evidence. The genomics, proteomics and metabolomics pathways can be also exploited to ascertain key events in phylogenetic processes. This includes the reconstruction of polyploidization events in plants and the identification of taxonomic positions. These developments are particularly relevant for the study of selection, evolution and domestication events of microorganisms, plants and animals. They include the adaptation to such food resource and the study of paleodiets and their implications for ancient and modern animals, including humans, La glucosa se almacena preferentemente como almidón en plantas. Por tanto, los restos de tal polisacárido pueden representar una fuente inestimable de información arqueológica. La genómica, proteómica y rutas metabolómicas pueden ser también explotadas para determinar eventos cruciales en procesos filogenéticos. Estos incluyen la reconstrucción de eventos de poliploidización en plantas y la identificación de posiciones taxonómicas. Estos desarrollos son particularmente relevantes para el estudio de procesos de selección, evolución y domesticación de microorganismos, plantas y animales. Incluyen la adaptación a tal recurso alimentario y el estudio de las paleodietas y sus implicaciones para animales ancestrales y modernos, incluyendo los humanos

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