Es posible que los abuelos del neandertal estén entre la variedad de homínidos de la Sima de los Huesos, en la sierra de Atapuerca (Burgos), de unos 400.000 años de antigüedad. Hay rasgos propios de la especie a nivel dental, mandibular y craneal en este yacimiento.
Las condiciones de Atapuerca, yacimiento aislado en las profundidades de un sistema kárstico, han conservado bien los restos. Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, trata de secuenciar su ADN nuclear, sin obtener aún resultados satisfactorios.
Pero el paleogenetista Matthias Meyer lo ha logrado con ADN mitocondrial, que se transmite por línea materna. Pues bien, este reveló una inesperada relación de los individuos de la sima burgalesa con los denisovanos, el arcaico grupo de las montañas Altái, en Siberia. Apenas hay información morfológica de este homínido aún sin catalogar, por lo que no es posible establecer comparaciones anatómicas. El análisis de su ADN nuclear sugiere que el denisovano sería primo hermano del neandertal.
La hipótesis más probable es que tanto los neandertales como los humanos modernos descendamos de Homo heidelbergensis, la especie que se extinguió hace 200.000 años y de la que hay abundantes restos en Atapuerca, entre ellos el cráneo n.º 5, llamado Miguelón, en honor del gran campeón ciclista Miguel Induráin.
