Sima de los Huesos signifie en français « gouffre des ossements » et désigne un aven qui contient un gisement paléolithique âgé de 430 000 ans. Sa richesse en fossiles en fait la source d'information principale de la paléoanthropologie de cette période en Europe. La cavité est constituée d'une chambre au fond d'un puits de 14 m et a été creusée par une rivière souterraine dans la Cueva Mayor de la sierra d'Atapuerca en Espagne, massif classé au patrimoine mondial,.
La Sima de los Huesos a éveillé l'intérêt pour la sierra d'Atapuerca après la découverte d'une mandibule humaine archaïque complète en 1976. Elle a depuis livré une grande quantité de fossiles appartenant à au moins 28 individus, ce qui constitue l'un des deux plus grands gisements humains du registre fossile, avec les grottes de Rising Star qui ont livré Homo naledi en Afrique du Sud. Le caractère non accidentel de ce rassemblement d'os pourrait peut-être en faire la plus ancienne manifestation documentée d'un acte rituel,,, plus de 300 000 ans avant les sites attestés de Es Skhul et Qafzeh en Israël. De multiples impacts, certains létaux, sur plusieurs crânes, témoignent de la violence de certaines morts, un individu au moins ayant été la victime d'un meurtre,. Ces personnes étaient droitières,,. À ce jour aucun contre-indice au langage parlé n'a pu être décelé chez ces individus, portant peut-être l'apparition du langage assez tôt dans l'évolution humaine,,,. D'une stature semblable aux hommes de Néandertal, leur large ossature suggère un corps plus lourd que les hommes modernes pour une taille plus petite,,,,.
Les fossiles présentent un état de conservation si exceptionnel qu'il a permis d'en extraire les plus anciens ADN humains jamais analysés en 2013 (mitochondrial) puis en 2016 (nucléaire), malgré leur âge. Ces informations ont permis de reconstituer l'arbre phylogénétique probable entre les espèces humaines récentes dont l'ADN est déjà connu : Homme de Néandertal, Homme de Denisova et Homme moderne,. L'attribution initiale des fossiles à Homo heidelbergensis a été infirmée par l'équipe d'Atapuerca en 2014. Ces spécimens sont désormais attribués à l'Homme de Néandertal. Les individus de la Sima de los Huesos seraient de proches descendants de l'ancêtre commun des Dénisoviens et des Néandertaliens, qui ont perduré respectivement en Asie et en Europe pendant quelque 400 000 ans, jusqu'à l'arrivée de l'Homme moderne il y a environ 50 000 ans,,,. Les fouilles se poursuivent chaque été depuis 1984. Au rythme de quelques centimètres par an, elles promettent encore de nombreuses découvertes.
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