Samedi-sciences (111): un ADN humain vieux de 400 000 ans séquencé

Un fémur exhumé de la Sima de los Huesos, la « grotte des os », au nord de l’Espagne, brouille les pistes de nos ancêtres.

Le fémur de 400 000 ans exhumé à la Sima de los Huesos, en Espagne  © Nature Le fémur de 400 000 ans exhumé à la Sima de los Huesos, en Espagne © Nature

Un fémur exhumé de la Sima de los Huesos, la « grotte des os », au nord de l’Espagne, brouille les pistes de nos ancêtres. L’équipe de Svante Pääbo et Matthias Meyer, du Max Planck Institut de Leipzig, a réussi a séquencer un échantillon d’ADN extrait de cet os, et a estimé son âge à 400 000 ans. Cet exploit technique, qui vient d’être publié dans Nature,  représente un bond considérable dans le temps : jusqu’à présent, le plus ancien ADN humain séquencé (par la même équipe) était celui d’un Néandertalien daté de 100 000 ans. Pourtant, au lieu d’éclairer l’histoire de nos origines, cette nouvelle avancée dans l’étude de l’ADN laisse les chercheurs perplexes : ils s’attendaient à ce que la séquence révèle une proche parenté entre le fossile espagnol et les Néandertaliens ; or, elle se rapproche davantage de l’ADN des Denisovans, un mystérieux groupe humain dont les restes ont été découverts dans une grotte des montagnes de l’Altaï, en Sibérie (voir Samedi-sciences du 1 septembre 2012).

La Sima de los Huesos renferme les restes d’au moins 28 individus que l’on avait classé dans l’espèce humaine archaïque Homo heidelbergensis, considérée comme l’ancêtre direct des Néandertaliens. De plus, les fossiles de la grotte espagnole ont des traits morphologiques communs avec les Néandertaliens. La logique aurait donc voulu que l’ADN confirme cette parenté entre l’ancienne population espagnole et les Néandertaliens. Au lieu de cela, la séquence montre une parenté avec les Denisovans, dont les restes ont été retrouvés à 7500 kilomètres du site espagnol, et dont l’ADN a laissé des traces chez les hommes actuels d’Asie du sud-est.

Il faut cependant souligner que l’information donnée par l’ADN du fémur espagnol ne prouve pas de manière certaine que les homininés espagnols sont plus proches des Denisovans que des Neandertaliens. En effet, il s’agit d’un ADN mitochondrial, lequel est transmis uniquement par la mère. L’ADN du noyau cellulaire, ou nucléaire, qui est issu des deux parents, permet de retracer une histoire plus précise des populations. Mais jusqu’ici, les chercheurs n’ont pas pu extraire de l’ADN nucléaire du fossile espagnol (ce devrait être la prochaine étape).

Fouilles à la Sima de los Huesos © Javier Trueba/Madrid Scientific Films Fouilles à la Sima de los Huesos © Javier Trueba/Madrid Scientific Films

« Je me serais attendu à ce qu’on trouve l’ADN des Denisovans quelque part en Chine, mais pas en Europe occidentale », dit Svante Pääbo, interrogé par la revue Science. Son collègue Matthias Meyer, qui a mis au point la technique permettant de séquencer cet ADN très ancien, renchérit : « Personne ne le croyait. J’étais moi-même sceptique à première vue. » Et Pääbo reconnaît que la nouvelle analyse pose plus de questions qu’elle n’en résout.

Les chercheurs ont échafaudé plusieurs scénarios pour expliquer leur découverte.

Première possibilité : les homininés espagnols seraient proches des ancêtres des Denisovans. Mais si ces derniers ont été présents en Europe occidentale, ils ont du se croiser avec les Neandertaliens et leurs ancêtres. De plus, l’homme de la Sima de los Huesos est sans doute antérieur à la séparation entre les Denisovans et les Neandertaliens. Il est donc difficile de comprendre qu’il ressemble aux premiers plus qu’aux seconds.

Deuxième scénario : les homininés de la Sima de los Huesos constitueraient un groupe distinct à la fois des Denisovans et des Neandertaliens et apparu avant eux. Et il aurait transmis, plus tard, son ADN aux Denisovans. Mais alors, pourquoi les fossiles espagnols ressemblent-ils aux Neandertaliens ?

Troisième variante : les fossiles espagnols seraient reliés à un ancêtre commun aux Denisovans et aux Neandertaliens. Pääbo et ses collègues jugent cette hypothèse plausible, mais elle implique la présence de deux lignées génétiques différentes au sein d’un même groupe archaïque, dont l’une aurait abouti aux Denisovans et l’autre aux Néandertaliens. Ce qui est difficile à expliquer.

Une quatrième version met en jeu une population d’homininés qui serait entrée en contact avec les Denisovans et se serait mélangée avec eux ; et qui, ensuite, aurait transmis les gènes denisovans à la population de la Sima de los Huesos.

Une autre étude sur le génome des Denisovans et des Néandertaliens, réalisée par l’équipe de Pääbo, et non encore publiée, suggère que les Denisovans se seraient métissés avec un groupe d’homininés encore inconnu.

Les chercheurs étudient notamment la piste d’homininés plus anciens que ceux de la Sima de los Huesos, en particulier Homo antecessor, qui présente des ressemblance avec les Homo erectus d’Asie, et dont on a trouvé des fossiles à Gran Dolina, à quelques centaines de mètres de la « grotte des os ».

Pour l’instant, le puzzle reste incomplet. Pääbo et ses collègues cherchent à établir une séquence d’ADN nucléaire du fossile espagnol, afin de mieux déterminer ses relations génétiques avec les Denisovans et les Néandertaliens. De nouvelles surprises ne sont pas exclues. La seule certitude est que les relations entre les populations d’hommes archaïques d’Eurasie sont complexes, et qu’elles ne peuvent être décrites en reliant de manière linéaire les fossiles connus. Mais le casse-tête des relations entre nos différents ancêtres ne donne pas la migraine à tous les anthropologues. Pour l’Américain John Hawks, la découverte de la séquence de l’homininé espagnol est moins perturbante que « rafraîchissante ».

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