A paleontológia és a régészet fontos szerepet játszik az emberi evolúció tanulmányozásában. Kutatások bizonyították, hogy a Homo sapiens körülbelül 300 ezer évvel ezelőtt jelent meg először Afrikában, míg legközelebbi ismert rokonaink, a neandervölgyiek, Afrikán kívül fejlődtek ki. Utóbbiak körülbelül 400 ezer évtől 30 ezer évvel ezelőttig népesítették be Európát és Nyugat-Ázsiát. Hetvenezer évvel ezelőtt Homo sapiens csoportok Afrikából a Közel-Keletre vándoroltak, és onnan terjedtek el a világ többi részére. A Homo sapiens és a neandervölgyiek így több tízezer évig együtt éltek Eurázsia nagy részén.
De mit tudunk a kihalt neandervölgyiekkel való kapcsolatunkról? Ehhez az ősi DNS-ek meghatározására volt szükség. A feladat lehetetlennek tűnt, de Svante Paabo megoldást talált rá.
Svante Paabót karrierje elején lenyűgözte a lehetőség, hogy modern genetikai módszereket alkalmazzon a neandervölgyiek DNS-ének tanulmányozására. Hamar rájött azonban a rendkívüli technikai kihívásokra, tudniillik ahogy telik az idő, a DNS rövid darabokra bomlik. Több ezer év elteltével a DNS-ből már csak apró töredékek maradnak, azok is szennyezettek. Svante Paabo a mitokondrium néven ismert sejtszervecskében található DNR-re koncentrált, ami ugyan kicsi és a sejtek genetikai információinak töredékét tartalmazza, de több ezer példányban van jelen.
Paabo sikeresen meghatározott egy 40 ezer éves csontdarabból származó mitokondriális DNS-régiót. Így először fért hozzá egy kihalt rokon genetikai állományához.
A korabeli emberekkel és csimpánzokkal való összehasonlítás azt mutatta, hogy a neandervölgyiek genetikailag különböznek ezektől.
Eredményei láttán új Max Planck-intézetet alapíthatott Lipcsében, ahol csapatával folyamatosan fejlesztette az archaikus csontmaradványokból származó DNS izolálására és elemzésére szolgáló módszereket. 2010-ben publikálta az első neandervölgyi genomszekvenciát. Az összehasonlító elemzések kimutatták, hogy a neandervölgyiek és a Homo sapiens közös őse körülbelül 800 ezer évvel ezelőtt élt.