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Le Club de Mediapart ven. 30 sept. 2016 30/9/2016 Dernière édition

Samedi-sciences (55) : L’ADN révolutionne l’histoire de l’homme

Les progrès des techniques d’analyse de l’ADN sont en train de révolutionner l’histoire de nos origines : à partir d’un fragment d’une phalange de petit doigt de 40 milligrammes, une équipe de chercheurs de Leipzig, en Allemagne, a réussi à brosser un « portrait génétique » d’une jeune fille qui a vécu il y a plus de 50 000 ans dans une grotte sibérienne.

 © Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology © Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology
Les progrès des techniques d’analyse de l’ADN sont en train de révolutionner l’histoire de nos origines : à partir d’un fragment d’une phalange de petit doigt de 40 milligrammes, une équipe de chercheurs de Leipzig, en Allemagne, a réussi à brosser un « portrait génétique » d’une jeune fille qui a vécu il y a plus de 50 000 ans dans une grotte sibérienne. Les chercheurs ont même pu déterminer que d’après ses gènes, cette jeune fille devait être brune et avoir la peau sombre…Il ne manque que sa photo et son numéro de mobile !

La prouesse, publiée dans la revue Science le 30 août 2012, a été réalisée grâce à une nouvelle technique d’analyse de l’ADN ancien. Celle-ci a été mise au point par Matthias Meyer, au laboratoire de génétique évolutionniste dirigé par Svante Pääbo (Department of Evolutionnary Genetics, Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig).

Ce laboratoire est le plus connu au monde dans le domaine de l’analyse des ADN anciens. Il s’est déjà illustré notamment en établissant la séquence génétique de l’homme de Néandertal et en démontrant qu’il y avait eu des croisements entre les hommes modernes, autrement dit notre espèce, et les Néandertaliens.

La jeune fille sibérienne appartenait, elle, à un groupe humain archaïque proche des Néandertaliens, les Denisovans (ou Denisoviens). Ces derniers ont été découverts en 2008 dans la grotte de Denisova, dans les montagnes de l’Altaï, au sud de la Sibérie. En fait, les restes fossiles de cette espèce humaine archaïque se limitaient à presque rien : deux molaires et au fragment de petit doigt déjà mentionné.

Avec des restes aussi ténus, les scientifiques n’espéraient guère obtenir beaucoup d’information sur les mystérieux Denisovans. Lesquels suscitaient d’autant plus d’intérêt que la grotte où a été retrouvée la fameuse phalange avait aussi été fréquentée par les Néandertaliens et par les hommes modernes (voir Samedi-sciences du 22 octobre 2011).

L’équipe de Leipzig a publié en 2010 une première séquence du génome des Denisovans, beaucoup moins précise que celle d’aujourd’hui. Mais elle montrait déjà que les Denisovans étaient un groupe proche des Néandertaliens, mais distinct, et qu’ils s’étaient sans doute croisés avec les hommes modernes. La nouvelle publication fourni des informations plus détaillées, car le génome de la jeune fille Denisovan a été déterminée avec une précision inégalée pour un ADN ancien, et équivalente à celle que l’on obtient lorsqu’on étudie unADN contemporain.

 © J. Krause © J. Krause

Matthias Meyer, le jeune chercheur qui a développé la nouvelle technique d’analyse, n’y croyait pas lui-même : « Personne ne pensait que nous pourrions obtenir un génome archaïque d’une telle qualité… moi y compris », a-t-il déclaré à la revue Science. L’originalité de la technique de Meyer consiste en ce que la séquence est établie à partir d’un seul brin d’ADN, au lieu des deux brins présents dans la molécule naturelle.

Les méthodes utilisées jusqu’ici utilisaient l’ADN en double brin. Or, pour les ADN très anciens, la technique simple brin, plus complexe à mettre en œuvre, est aussi plus performante. Elle permet de « couvrir » beaucoup mieux la séquence génomique, dont il est difficile d’obtenir une version complète sur un ADN archaïque, qui a été altéré par le temps.

En l’occurrence, Matthias Meyer a réussi à obtenir 31 copies du génome de la jeune fille. La moitié environ des copies proviennent de la mère de la jeune fille, l’autre moitié du père, l’ensemble fournissant un génome de qualité équivalente à celle d’un génome récent. L’intérêt d’avoir un grand nombre de copies est qu’en les combinant, on peut arriver à éliminer les erreurs et les lacunes dues à la dégradation de l’ADN. A titre de comparaison, lorsque le groupe de Pääbo a séquencé l’ADN néandertalien en 2010, il n’a obtenu que 1,3 copies en moyenne. Le nombre décimal vient de ce que les chercheurs n’ont obtenu qu’une copie pour la plus grande partie de la séquence, mais deux ou plus pour certains portions.

 © Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology © Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Paradoxalement, la séquence à haute définition obtenue pour la fille Denisovan, dont on ne possède qu’un petit fragment de phalange, est beaucoup plus complète que celle des Néandertaliens, dont il existe des centaines de fossiles. « C’est la première fois qu’un nouveau groupe humain a été découvert par l’analyse génétique plutôt que par la description anatomique », a commenté Svante Pääbo lors d’une conférence de presse à Leipzig.

La nouvelle analyse confirme que les Denisovans se sont croisés avec certains ascendants des hommes actuels, mais elle montre aussi que les relations entre les trois populations humaines – Denisovans, Néandertaliens et hommes modernes – ont été complexes. D’une part, Denisovans et Néandertaliens sont très proches, mais ont quand même eu des histoires distinctes. D’autre part, les gènes néandertaliens sont plus répandus chez les hommes modernes que les gènes des Denisovans.

Les scientifiques ont prouvé que toutes les populations humaines d’aujourd’hui, sauf les Africains, possèdent des gènes de Néandertal. En revanche, seules les populations actuelles d’Océanie et des îles d’Asie du sud-est ont des gènes hérités des Denisovans. Ainsi les habitants actuels de Papouasie-Nouvelle-Guinée  ont environ 3% de leurs gènes qui proviennent des Denisovans. Mais les populations du continents asiatiques, notamment en Chine, n’ont quasiment pas de gènes communs avec les Denisovans.

Selon l’équipe de Svante Pääbo, « Il est frappant que les Denisovans aient une faible diversité génétique (ce qui suggére une petite population) et malgré cela aient été présents aussi bien en Sibérie qu’en Asie du sud-est où ils se sont mélangés avec les ancêtres des Mélanésiens actuels. » Les chercheurs présument que les Denisovans ont connu une rapide expansion à partir d’une population de faible effectif.

Mais pour reconstituer le puzzle, d’autres recherches sont nécessaires. La prochaine étape est d’établir une séquence néandertalienne aussi précise que celle qui a été réalisée pour les Denisovans. Il faudra aussi affiner les datations. Par des méthodes génétiques, Pääbo et ses collègues ont estimé que la jeune fille Denisovan était morte il y a 80.000 ans, ce qui est beaucoup plus que les estimations pour la grotte de Denisova faites par les méthodes classiques (entre 30.000 et 50.000 ans). Ce résultat reste cependant à affiner.

Lorsque les chercheurs disposeront de la séquence « haute définition » des Néandertaliens, ils pourront préciser les relations entre les populations humaines archaïques. Une hypothèse plausible est que les Néandertaliens et les Denisovans soient issus d’une même population ancestrale venue d’Afrique. Si cela se confirme, la théorie aujourd’hui la plus répandue, selon laquelle l’homme moderne est issu d’une vague venue d’Afrique et du Proche-Orient, devra être revue de fond en comble.

Il semble de plus en plus plausible qu’il n’y ait pas eu une, mais au moins deux sorties d’Afrique – sinon davantage – à l’apparition de l’homme moderne. Les découvertes issues de l’ADN sont en train de modifier profondément l’histoire de nos origines.

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Tous les commentaires

Tant d'intelligence, tant de chose passionnantes à découvrir, et pourtant combien d'énergie dépensée à emmerder le voisin dans une structure sociale amnésique et archaïque (je peux ?) qui adore le veau d'or et dans laquelle gravir 2 échelons dans la hiérarchie justifie de découper son prochain à la machette.

(petit coup de blues)

En tout cas merci pour cette histoire partagée et vive les sciences humaines non "productives" (ie. non convertibles en $$$ dans les 5 mn qui suivent).

 

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L'auteur

Michel de Pracontal

Journaliste scientifique, j'ai travaillé à Science et Vie, à L'Evénement du Jeudi, et au Nouvel Observateur (de 1990 à 2009). Je suis aussi auteur de plusieurs livres dont le dernier, Kaluchua, vient de paraître au Seuil. Sur twitter: @MicheldePrac.

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