La grotte de Dénisova se situe dans l’Altaï. Elle a livré des restes humains très fragmentaires associés à des industries lithiques du Paléolithique moyen. La signification de ces vestiges n’a pu être comprise qu’après le séquençage de l’ADN ancien qu’ils recelaient. Sur le plan morphologique, l’aspect le plus remarquable de ces restes est la taille considérable des couronnes dentaires et la topographie complexe des surfaces occlusales des molaires. L’analyse de l’ADN nucléaire démontre une relation de parenté avec les Néandertaliens dont les Dénisoviens représentent le groupe frère asiatique. Comme chez les Néandertaliens, la diversité génétique est très faible. La date de séparation des populations ancestrales aux deux lignées est estimée autour de 400 000 ans. L’ADN mitochondrial des Dénisoviens est proche de celui de l’ancêtre commun avec les Néandertaliens. Cependant, chez les Néandertaliens, l’ADN mitochondraial semble avoir subi une introgression vers la fin du Pléistocène moyen, depuis un groupe apparenté aux Homo sapiens anciens. Dans la grotte de Dénisova, Dénisoviens, Néandertaliens et hommes modernes se sont succédé, et une introgression d’ADN nucléaire néandertalien dans celui des Dénisoviens est attestée.
On retrouve dans les populations actuelles des traces d’ADN nucléaire dénisovien essentiellement en Australie et en Mélanésie. Cette présence suggère, au moment de l’arrivée des hommes modernes, une extension géographique des populations dénisoviennes sur une grande partie de l’Asie continentale, jusqu’aux rives de l’océan Indien. Un certain nombre de fossiles chinois datés entre 300 et 50 000 ans et pour lesquels aucun ADN ancien n’a pu être analysé appartiennent très probablement à ce groupe frère des Néandertaliens européens.
