I sedimenti di grotta della costa sudafricana conservano fossili, conchiglie e tracce di occupazione. Le ricerche a Klasies River collegano cambiamenti ambientali, risorse alimentari e frequentazioni del Pleistocene superiore.
Klasies River: i sedimenti di grotta raccontano il Pleistocene superiore
Le ricerche a Klasies River, sulla costa di Tsitsikamma in Sudafrica, ricostruiscono il rapporto tra ambiente e popolazioni umane attraverso i depositi conservati nelle cavità. Ossa, conchiglie, strumenti litici e residui di combustione documentano trasformazioni del paesaggio e differenti modalità di utilizzo del sito. Il complesso custodisce una successione archeologica spessa circa 20 metri. Le frequentazioni di Homo sapiens del Middle Stone Age coprono, secondo la sintesi dell’Università di Bergen, un intervallo compreso approssimativamente tra 120.000 e 59.000 anni fa. [web:14]
Al centro dell’indagine ci sono i sedimenti di grotta. Non costituiscono soltanto il materiale che circonda i reperti. Conservano anche informazioni sulla vegetazione, sulle comunità animali e sui processi che hanno portato resti biologici nelle cavità. La lettura congiunta di questi elementi permette di ricostruire gli ecosistemi frequentati dalle popolazioni preistoriche. [web:21][web:37]
La ricerca a Klasies River: dagli scavi di Deacon alle indagini di Sarah Wurz
Il programma descritto nel lavoro di H. J. Deacon, V. B. Geleijnse, A. I. Thackeray, J. F. Thackeray, M. L. Tusenius e J. C. Vogel affronta i cambiamenti ambientali dell’ultimo ciclo interglaciale-glaciale. L’obiettivo è collegare le variazioni climatiche alla produttività e alla diversità delle comunità vegetali e animali. Il quadro comprende anche la distribuzione e la frequenza delle presenze umane.
Questa linea di ricerca si inserisce in una storia di scavi avviata negli anni Sessanta. Ronald Singer e John Wymer condussero le prime campagne nel 1967 e nel 1968. Hilary Deacon guidò le indagini tra il 1984 e il 1995. Sarah Wurz, dell’Università del Witwatersrand, ha aperto una nuova fase di ricerca nel 2013 e dirige gli scavi attuali descritti da SapienCE. [web:14]
Fossili e paleoecologia: il contributo dei sedimenti di grotta
I depositi di Klasies River contengono resti di organismi marini e terrestri. Le conchiglie documentano lo sfruttamento delle risorse costiere. Le ossa dei mammiferi contribuiscono alla ricostruzione degli habitat e delle attività di sussistenza. Anche i piccoli vertebrati offrono informazioni ambientali, attraverso materiali introdotti nella cavità da rapaci e altri animali. [web:14][web:21]
La paleoecologia studia gli ecosistemi del passato. A Klasies River integra l’identificazione delle specie con la tafonomia, cioè l’analisi dei processi di accumulo e trasformazione dei resti. Tagli, bruciature, segni di denti e alterazioni digestive aiutano a riconoscere l’azione umana e quella dei carnivori. [web:21]
Howiesons Poort e livello marino nella sequenza di Cave 1A
La successione di Cave 1A conserva livelli attribuiti all’Howiesons Poort, un complesso tecnologico del Middle Stone Age caratterizzato anche da piccoli manufatti litici a dorso. Le ricostruzioni paleoambientali collegano questa parte della sequenza a fasi di regressione marina. Il mare si allontanava dalla posizione attuale, modificando l’accessibilità delle risorse costiere e l’estensione degli ambienti terrestri. [web:21]
L’abbassamento del livello marino esponeva porzioni della piattaforma continentale. La pianura così emersa, nota come Palaeo-Agulhas Plain, offriva nuovi habitat e percorsi per gli erbivori. Questi cambiamenti trasformavano il territorio disponibile ai gruppi umani. Nella sequenza di Klasies River, il contributo dei molluschi appare ridursi dal MSA II all’Howiesons Poort, in relazione alle regressioni marine. [web:21]
Datazione dei sedimenti di grotta e intensità delle frequentazioni
La cronologia dei depositi viene costruita attraverso metodi complementari. A Klasies River sono state applicate la risonanza di spin elettronico allo smalto dentale e le datazioni uranio-torio su formazioni carbonatiche associate alla successione. Il confronto tra misure e posizione stratigrafica permette di collocare reperti e cambiamenti ambientali nel tempo. [web:66][web:21]
Uno studio pubblicato nel 2022 su Frontiers in Earth Science ha analizzato i resti faunistici provenienti dagli scavi Deacon e Wurz. I risultati indicano frequentazioni più intense nel MSA II inferiore e nella parte iniziale dell’Howiesons Poort rispetto a quella successiva. Nei livelli MSA III cresce il ruolo dei carnivori nell’accumulo delle ossa. Il deposito registra quindi anche l’alternanza tra utilizzo umano e presenza animale. [web:21]
Speleologia e ricerca: il valore scientifico dei depositi di Klasies River
Il caso sudafricano mostra perché lo studio delle cavità richieda attenzione anche ai depositi meno appariscenti. Una conchiglia, un frammento osseo e una lente di cenere acquistano significato attraverso la loro posizione e le associazioni con altri materiali. La ricerca sui sedimenti di grotta collega così paleontologia, archeologia e ricostruzione del clima. La documentazione del contesto permette di passare dal singolo reperto alla storia dell’ecosistema. [web:21][web:37]
Relazione scientifica: l’importanza dei sedimenti di grotta per la ricerca biologica e paleontologica
Sedimenti di grotta: un archivio naturale e un habitat biologico
I sedimenti di grotta svolgono due funzioni scientifiche distinte. Conservano tracce degli organismi e degli ambienti del passato. Ospitano anche comunità biologiche attuali, soprattutto microbiche, coinvolte nella trasformazione dei nutrienti. Paleontologia e biologia studiano quindi lo stesso materiale da prospettive differenti, che possono essere integrate. [web:6][web:60]
La documentazione didattica della Società Speleologica Italiana descrive le cavità come luoghi di accumulo di resti animali e depositi fisici o chimici. Questi materiali contribuiscono allo studio delle specie estinte e alla ricostruzione dei paleoambienti. Il valore scientifico non risiede soltanto nella conservazione degli oggetti. Dipende anche dalle relazioni rimaste leggibili tra sedimento, fossili e superfici di deposizione. [file:1][web:37]
Origine dei sedimenti di grotta e collegamenti con il paesaggio esterno
Il riempimento di una cavità può comprendere materiali di provenienza diversa. Sabbie, limi e argille arrivano attraverso corsi d’acqua, ruscellamento o apporti eolici. Frammenti rocciosi possono derivare dalle pareti e dalla volta. Guano, resti di prede, conchiglie, carboni e ceneri costituiscono apporti biologici o legati alle attività umane. [web:23][web:37][web:50]
La distinzione tra queste componenti chiarisce quali processi abbiano formato il deposito. Un livello sabbioso può registrare un apporto naturale. Una concentrazione di ossa può derivare da un’attività di consumo o dall’azione di carnivori. Una lente carboniosa può essere associata a combustione e frequentazione umana. L’interpretazione nasce dal confronto tra composizione, struttura e distribuzione dei materiali. [web:21][web:37]
Le acque sotterranee collegano inoltre il deposito al bacino esterno. Nel sistema carsico di Postojna–Planina, in Slovenia, i fiumi trasportano componenti minerali e organiche che vengono depositate, erose e ridepositate. Il sedimento conserva così informazioni sui rapporti tra superficie e sottosuolo. È anche un ambiente che risponde agli impulsi idrologici. [web:60]
Stratigrafia e micromorfologia dei sedimenti di grotta
La stratigrafia descrive l’organizzazione dei depositi in unità riconoscibili. Colore, dimensione dei granuli, geometria e contenuto permettono di distinguere livelli e superfici. Lo spessore, da solo, non misura la durata. Deposizioni rapide, pause e rimaneggiamenti possono produrre successioni molto diverse. [web:23][web:37]
La micromorfologia esamina sezioni sottili ricavate da blocchi di sedimento conservati nella loro disposizione originale. Il microscopio mostra relazioni che sfuggono all’osservazione sul campo. Si possono riconoscere frammenti ossei, residui fecali, prodotti della combustione e strutture dovute a processi successivi alla deposizione. [web:6]
Questa scala di osservazione è importante anche per la genetica. In uno stesso strato, punti distanti pochi millimetri possono contenere DNA di gruppi animali differenti. La micromorfologia permette di associare l’informazione genetica a componenti precise del deposito. Aiuta inoltre a individuare zone disturbate e contesti meglio conservati. [web:6]
Paleontologia dei sedimenti di grotta: ossa, denti e piccoli vertebrati
Ossa e denti consentono di identificare gli animali presenti negli accumuli. Il confronto anatomico restituisce informazioni sulla composizione della fauna. Le caratteristiche ecologiche delle specie aiutano poi a ricostruire gli habitat circostanti. A Klasies River, la distinzione tra erbivori pascolatori, brucatori e specie a dieta mista viene utilizzata per studiare i cambiamenti del paesaggio. [web:21]
I grandi mammiferi documentano ambienti e risorse, ma anche trasporto e trattamento delle carcasse. I piccoli vertebrati possono invece essere introdotti da rapaci, carnivori o altri agenti. Le borre dei rapaci, cioè i residui non digeriti delle prede, contribuiscono agli accumuli ossei. La composizione di questi materiali registra una selezione operata dall’animale che li ha prodotti. [web:14][web:21]
Per questo la lista delle specie non coincide automaticamente con una fotografia completa dell’ecosistema. Il dato paleontologico acquista maggiore precisione quando l’identificazione viene affiancata allo studio dell’origine dell’accumulo. Il deposito documenta sia gli animali presenti nel territorio sia le modalità con cui i loro resti sono entrati nella grotta. [web:21]
Tafonomia dei sedimenti di grotta e ricostruzione delle attività umane
La tafonomia analizza il percorso dei resti biologici fino al loro ritrovamento. Le superfici ossee conservano tracce di macellazione, percussione, rosicchiamento, digestione, combustione e calpestio. Il confronto tra queste modificazioni permette di ricostruire processi differenti. Una frattura associata a segni di percussione, per esempio, può documentare l’estrazione del midollo. [web:21]
A Klasies River questa analisi collega comportamento umano e frequentazione animale. Le proporzioni tra modificazioni antropiche e segni prodotti dai carnivori cambiano lungo la sequenza. Lo studio del 2022 ha utilizzato anche densità faunistica, fratture trasversali e tracce di calpestio. Il risultato è una ricostruzione delle diverse intensità di utilizzo del sito. [web:21]
La densità dei reperti deve essere letta insieme al ritmo di accumulo del sedimento. Un deposito che cresce lentamente può concentrare materiali prodotti in periodi lunghi. Uno che cresce rapidamente può distribuirli in un volume maggiore. Questa relazione distingue la quantità degli oggetti dall’intensità effettiva delle attività. [web:21]
Molluschi e sedimenti di grotta: risorse alimentari ed ecosistemi costieri
Le conchiglie presenti nei siti costieri documentano la raccolta di risorse marine. La loro associazione con livelli archeologici permette di studiare l’utilizzo della costa. A Klasies River, i molluschi fanno parte di un insieme che comprende anche altri animali marini e fauna terrestre. Questa combinazione consente di osservare strategie alimentari articolate. [web:14][web:21]
Il rapporto con il mare cambia quando varia il livello marino. Una regressione amplia gli ambienti terrestri emersi e modifica le distanze tra riparo e litorale. Le trasformazioni della fauna e dei resti alimentari possono quindi essere confrontate con quelle del paesaggio. Il deposito registra le conseguenze ecologiche delle variazioni costiere, oltre alle attività svolte nella cavità. [web:21]
Pollini e resti vegetali nei sedimenti di grotta
Pollini, semi, frammenti vegetali e carboni aggiungono una componente botanica alla ricostruzione. I pollini possono documentare la vegetazione esterna. I resti vegetali carbonizzati possono collegarsi ad attività umane e processi di combustione. L’insieme permette di integrare informazioni che le sole ossa non restituiscono. [web:26][web:37]
Anche il polline possiede una storia di trasporto e conservazione. La letteratura sulla tafonomia pollinica dei depositi cavernicoli esamina proprio il rapporto tra il segnale osservato e la vegetazione esterna. Trasporto, degradazione chimica e attività microbica influenzano ciò che rimane nel campione. Il guano dei pipistrelli può inoltre contribuire a conservare segnali della vegetazione circostante. [web:26][web:22]
L’utilità dei diversi indicatori aumenta quando vengono confrontati nello stesso quadro stratigrafico. La fauna descrive gli habitat attraverso le esigenze ecologiche degli animali. I resti botanici aggiungono informazioni sulle comunità vegetali. La sedimentologia chiarisce come questi materiali siano arrivati e rimasti nella cavità. [web:21][web:23][web:26]
DNA antico nei sedimenti di grotta: la ricerca oltre i fossili visibili
Il DNA antico sedimentario, indicato con la sigla sedaDNA, permette di riconoscere tracce genetiche nel deposito. Non richiede necessariamente il ritrovamento di ossa identificabili. La ricerca può così individuare presenze biologiche non documentate dai reperti macroscopici. È una prospettiva affrontata anche dalla divulgazione speleologica di Scintilena. [web:6][web:32]
Uno studio pubblicato online su PNAS nel dicembre 2021 ha analizzato 47 blocchi di sedimento provenienti da 13 siti preistorici. Il lavoro ha dimostrato che campioni conservati per la micromorfologia possono contenere DNA antico. Nella grotta di Denisova, i ricercatori hanno individuato concentrazioni soprattutto in minuscoli frammenti ossei e coproliti, cioè resti fecali conservati. [web:6]
L’informazione genetica era molto eterogenea alla scala millimetrica. Questo risultato mostra perché il sedimento non debba essere considerato una miscela uniforme. Il collegamento tra genetica e microstratigrafia permette di ricostruire associazioni biologiche con un dettaglio maggiore. I campioni già archiviati possono inoltre diventare materiale per nuove indagini. [web:6]
La conservazione varia tra siti e tipi di deposito. Nello stesso studio, i blocchi esaminati provenienti dai siti africani, compreso Klasies River Mouth, non hanno restituito DNA mitocondriale antico di mammiferi. Le applicazioni positive documentate a Denisova illustrano quindi una possibilità generale della ricerca, non un risultato genetico attribuibile a tutti i depositi di Klasies River. [web:6]
Biologia attuale dei sedimenti di grotta e cicli dei nutrienti
I depositi non conservano soltanto una memoria biologica. Ospitano microrganismi che utilizzano sostanze organiche e partecipano ai cicli di carbonio, azoto, zolfo e altri elementi. La disponibilità di ossigeno, la composizione chimica e gli apporti d’acqua contribuiscono a selezionare comunità differenti. [web:60]
Una ricerca pubblicata nel dicembre 2025 su Frontiers in Microbiology ha studiato sedimenti recenti e un deposito di paleofiume nel sistema Postojna–Planina. Gli autori hanno integrato analisi del DNA batterico, caratteristiche chimiche e prove di utilizzo di substrati organici. I risultati mostrano differenze nella composizione e nelle capacità metaboliche delle comunità. [web:60]
L’indagine distingue quindi la domanda «quali microrganismi sono presenti?» dalla domanda «quali trasformazioni possono compiere?». Le analisi tassonomiche identificano i gruppi. Le prove funzionali descrivono risposte metaboliche in condizioni sperimentali. Il confronto aiuta a comprendere il funzionamento ecologico del sedimento. [web:60]
L’età del deposito e l’età degli organismi devono rimanere concetti separati. Lo studio di una comunità microbica oggi presente in un sedimento antico non dimostra, da solo, che quella comunità risalga alla deposizione. La ricostruzione del passato attraverso il sedaDNA richiede un percorso analitico distinto dalla caratterizzazione del microbioma attuale. [web:6][web:60]
Guano dei pipistrelli e biodiversità nei sedimenti di grotta
Il guano introduce materia organica e nutrienti negli ambienti sotterranei. Può sostenere comunità di batteri, funghi, protisti e piccoli artropodi. Collega così l’attività alimentare dei pipistrelli all’ecosistema della cavità. Il suo contributo è particolarmente importante negli ambienti bui privi di produzione fotosintetica locale. [web:50]
Gli accumuli di guano modificano anche la chimica del deposito. Le trasformazioni della materia organica e la formazione di minerali fosfatici influenzano le condizioni di conservazione. Lo studio su Denisova ha collegato alcune alterazioni del sedimento a processi di fosfatizzazione e componenti associate al guano. Il medesimo materiale può quindi nutrire un ecosistema attuale e modificare l’archivio biologico antico. [web:50][web:6]
Datazione dei sedimenti di grotta e confronto tra archivi ambientali
Ogni metodo cronologico viene applicato a materiali e processi specifici. Nei depositi cavernicoli si utilizzano radiocarbonio, serie dell’uranio, luminescenza e risonanza di spin elettronico, secondo il contesto. A Klasies River sono documentate datazioni ESR sullo smalto dentale e U-Th su componenti carbonatiche. A Vanguard Cave, a Gibilterra, la luminescenza è stata applicata ai granuli di quarzo dei depositi. [web:37][web:66][web:21][web:43]
La data di una concrezione non coincide necessariamente con quella di un osso vicino. Il significato della misura dipende dalla relazione stratigrafica. Una colata carbonatica sopra un deposito può contribuire a vincolarne la cronologia. Un frammento già formato, poi caduto o trasportato nello strato, richiede una lettura diversa. [web:23][web:21]
Grotta Romanelli, in Puglia, offre un esempio italiano di ricerca integrata. Lo studio del 2022 ha combinato nuove datazioni uranio-torio, stratigrafia e osservazioni geomorfologiche. La successione collega depositi marini, apporti terrestri, fossili e frequentazioni umane. Il confronto tra interno ed esterno della cavità ha ampliato la ricostruzione della sua storia pleistocenica. [web:23]
Conservazione dei sedimenti di grotta e ruolo della speleologia
Il valore di un reperto dipende anche dal contesto. La posizione, la vicinanza a una superficie e l’associazione con altri materiali possono documentare eventi e processi. La rimozione non documentata interrompe queste relazioni. La tutela riguarda quindi l’intero deposito, non soltanto le ossa o i manufatti visibili. [web:37]
Per la ricerca, la conservazione comprende anche l’archiviazione dei campioni e dei dati di provenienza. I blocchi studiati con tecniche micromorfologiche possono essere riesaminati con nuovi metodi. L’indagine sul DNA antico mostra che materiali raccolti decenni prima possono continuare a produrre informazioni. La documentazione rende possibile questo riutilizzo scientifico. [web:6]
La speleologia contribuisce alla conoscenza degli ambienti che custodiscono tali archivi. L’osservazione dei depositi, il rilievo della cavità e il raccordo con le discipline specialistiche permettono di leggere insieme spazio sotterraneo e successione temporale. Nel caso di Klasies River, questa integrazione collega la storia del mare, quella degli ecosistemi e quella delle popolazioni umane. [file:1][web:21]
Sedimenti di grotta: concetti essenziali e domande di approfondimento
- Stratigrafia: descrive l’organizzazione e le relazioni tra le unità del deposito. [web:37]
- Tafonomia: ricostruisce i processi di accumulo e trasformazione dei resti biologici. [web:21]
- Paleoecologia: studia gli ecosistemi del passato attraverso indicatori biologici e ambientali. [web:21]
- SedaDNA: identifica tracce genetiche antiche conservate nei sedimenti, anche senza fossili visibili. [web:6]
- Microbioma del sedimento: comprende le comunità microbiche studiate nel deposito e le loro funzioni ecologiche. [web:60]
Quattro domande riassumono i principali temi della relazione:
- Quali tracce permettono di distinguere un accumulo umano da uno prodotto da carnivori?
- Come cambia il significato di un fossile quando viene collegato alla sua posizione stratigrafica?
- Perché il DNA antico sedimentario e il microbioma attuale rispondono a domande differenti?
- In che modo le variazioni del livello marino trasformano risorse e habitat intorno a una grotta costiera?
Fonti consultate e URL completi
- Università di Bergen, centro SapienCE — “The sites”, scheda su Klasies River e sulle ricerche dirette da Sarah Wurz. [web:14]
https://www4.uib.no/en/research/research-centres/centre-for-early-sapiens-behaviour-sapience/the-sites - J. P. Reynard, 2022 — “Human occupational intensity and palaeoecology at Klasies River from MIS 5–3: Preliminary taphonomic analyses of faunal remains from the Deacon and Wurz excavations”, Frontiers in Earth Science. [web:21]
https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.974582/full - Università di Stellenbosch — bibliografia delle pubblicazioni di H. J. Deacon e S. Wurz, con riferimenti alla stratigrafia di Klasies River e alle datazioni ESR. [web:66]
http://academic.sun.ac.za/archaeology/wwwpubl.htm - “Microstratigraphic preservation of ancient faunal and hominin DNA in Pleistocene cave sediments”, PNAS, pubblicazione online del 27 dicembre 2021. [web:6]
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2113666118 - J. Mulec, L. Paši? e A. Oarga-Mulec, 2025 — “Metabolic traits of sediment bacteria in karst caves in the light of environmental changes”, Frontiers in Microbiology. [web:60]
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12742472/ - “The Life Hidden Inside Caves: Ecological and Economic Importance of Bat Guano”, 2020. [web:50]
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2020/9872532 - C. O. Hunt e M. Fiacconi, 2017 — “Pollen taphonomy of cave sediments: What does the pollen record in caves tell us about external environments and how do we assess its reliability?”. [web:26]
https://researchonline.ljmu.ac.uk/id/eprint/6694/1/Pollen%20taphonomy%20Final.pdf - “Palaeobotanical records from cave environments”, rassegna scientifica sui resti botanici dei depositi cavernicoli. [web:22]
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0034666722001579 - P. Pieruccini e collaboratori, 2022 — “Stratigraphic reassessment of Grotta Romanelli sheds light on Middle-Late Pleistocene palaeoenvironments and human settling in the Mediterranean”, Scientific Reports. [web:23]
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9358667/ - “Chronology of the Late Pleistocene archaeological sequence at Vanguard Cave, Gibraltar: Insights from quartz single and multiple grain luminescence dating”, 2019. [web:43]
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1040618216312320 - Scintilena — “SedaDNA, perché è una svolta metodologica per la ricerca in grotta e la paleoecologia”. [web:32]
https://www.scintilena.com/sedadna-perche-e-una-svolta-metodologica-per-la-ricerca-in-grotta-e-la-paleoecologia/07/08/ - Scintilena — “Grotte archivi del tempo”. [web:37]
https://www.scintilena.com/grotte-archivi-del-tempo/07/08/
Materiale di riferimento del progetto: Paolo Forti, “Speleologia e ricerca scientifica”, Società Speleologica Italiana, 2009. [file:1]
Testo di partenza fornito: H. J. Deacon, V. B. Geleijnse, A. I. Thackeray, J. F. Thackeray, M. L. Tusenius e J. C. Vogel, “Late Pleistocene cave deposits in the southern Cape: current research at Klasies River”, Palaeoecology of Africa, volume 17.
Sedimenti pleistocenici