Денисова пещера на юге Сибири известна как место обитания денисовцев — архаичной группы гомининов (подсемейства гоминидов), родственных неандертальцам. Останки древних людей, найденных в пещере, также включают кости неандертальцев и потомков от союзов неандертальцев и денисовцев. Находки позволили исследователям предположить, что пещера служила зоной контакта между двумя группами архаичных людей. Однако есть неопределенность в том, в каком порядке на этом месте появлялись различные виды людей, поскольку сохранилось мало окаменелостей.
Исследователи проанализировали ДНК из 728 образцов отложений эпохи плейстоцена. В 685 образцах ученые нашли следы генетического материала доисторической фауны (медведей, волков и пещерных гиен), а в 175 образцах — ДНК митохондрий гомининов. Самые ранние свидетельства присутствия митохондриальной ДНК (мтДНК) архаичных людей относятся к денисовцам и связаны с каменными орудиями раннего среднего палеолита от 250 до 170 тысяч лет назад. МтДНК неандертальцев впервые появляется лишь к концу этого периода, 200 тысяч лет назад.
Ученые также нашли свидетельства того, что денисовцы и неандертальцы неоднократно заселяли это место. В частности, мтДНК денисовцев неожиданно меняется, что совпадает с изменениями в составе митохондриальной ДНК местной фауны. Это может быть связано с тем, что людям приходилось менять место стоянки из-за смены климата. Это происходило 190 тысяч лет назад, что совпадает с переходом от относительно теплых к холодным условиям окружающей среды, и 130-100 тысяч лет назад, когда климат вновь потеплел. В этот период популяции животных снова изменились, денисовцы исчезли, а неандертальцы остались единоличными обитателями пещеры.
Около 45 тысяч лет назад мтДНК современного человека впервые обнаруживается в отложениях пещеры. Это подтверждает прежнюю гипотезу о времени появления Homo sapiens, поскольку в отложениях находили артефакты, сделанные из костей и зубов животных, бивня мамонта, яичной скорлупы страуса, мрамора и драгоценных камней. Homo sapiens принес с собой в регион новые технологии обработки природных материалов, однако самих останков людей до сих пор найдено не было.