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Hybridation entre Dénisoviens et Néandertaliens (27/08/18)

Néandertaliens – Dénisoviens, une histoire d’amour vieille de 90 000 ans ?
Jean-Luc Voisin

Depuis les 1ères fouilles réalisées dans la grotte de Denisova dans les années 1970, de nombreuses découvertes y ont été faites, mais ce n’est que depuis 2010 que ce site est surveillé de près par tous les paléoanthropologues du monde entier. En effet, cette année-là, Richter et collaborateurs ont montré que certains restes n’appartenaient pas aux Néandertaliens, mais à un nouveau groupe humain : les Dénisoviens (voir article Dénisoviens … Un groupe humain fantôme ou une réalité biologique ?). Ainsi, dans une même grotte, on trouve des restes néandertaliens et des restes de Dénisoviens.

L’individu Denny
Denisova 11Il y a quelques années, en comparant l’ADN présent dans plus de 2000 fragments osseux découverts dans la grotte de Denisova, une esquille d’os long indéterminable a été reconnue comme appartenant aux Néandertaliens. Elle a alors pris le numéro de catalogue Denisova 11 (Figure 1, à droite). Cette étude avait été faite sur l’ADN mitochondrial car ce dernier est en plus grande quantité que l’ADN nucléaire, et donc plus facile à extraire des restes osseux. Cependant, l’ADN mitochondrial a la particularité de n'être transmis que par la mère, et donc on ne connaissait rien de son père.
Dans le numéro du 23 août 2018 de la prestigieuse revue Nature (publiée par Slon et collaborateurs) une étude portant cette fois sur l’ADN nucléaire de ce fragment osseux a été publiée et il ressort que près de la moitié de cet ADN est néandertalien et l’autre moitié est dénisovien. En d’autres termes, Denisova 11 n’est ni tout à fait un Néandertalien, ni tout à fait un Dénisovien. Ce fragment semble donc appartenir à un individu hybride ! Cependant, avec ces résultats, il est aussi possible de considérer que l’individu Denisova 11 est issu de parents eux-mêmes hybrides. Pour déterminer laquelle de ces deux hypothèses est la bonne, les auteurs ont examiné des sites du génome qui diffèrent entre les Néandertaliens et les Nénisoviens. À chacun de ces locus (emplacement d’un gène ou d’un marqueur génétique), ils ont comparé des fragments de l'ADN de Denisova 11 aux génomes d’un Néandertalien et d’un Dénisovien du même site. Dans plus de 40% des cas, l'un des fragments d'ADN correspondait au génome de Néandertal, tandis que l'autre correspondait à celui d'un Dénisovien, suggérant que l’individu, appelé entre temps Denny, a qui appartenait le reste Denisova 11, avait reçu la moitié de ses chromosomes d’un Néandertalien et l’autre moitié d’un Dénisovien. Comme l’ADN mitochondrial de Denny est néandertalien, alors le parent néandertalien est la mère et le parent dénisovien le père.
Grâce au séquençage des chromosomes sexuels, les auteurs de l’étude ont pu montrer que Denny était une femme. L’étude de l’os cortical a permis d’estimer un âge maximum au décès de 13 ans. Le reste Denisova 11 a été daté de plus de 50 000 ans par la méthode du carbone 14 (avec le carbone 14, il n’est pas possible de dater des restes vieux de plus de 50 000 ans), mais des analyses génétiques supplémentaires permettent d’estimer l’âge géologique de ce reste à 90 000 ans.
 
L’intérêt de cette étude
Des transferts de gènes entre les différents groupes humains ont été démontrés depuis longtemps, et surtout confirmés depuis une dizaine d’années par les études sur l’ADN (Figure 2) et de par leur proximité temporelle, les Néandertaliens et les Dénisoviens n’avaient pas eu le temps d’arriver à une barrière reproductrice complète (voir article Dénisoviens… Un groupe humain fantôme ou une réalité biologique ?). La découverte d’un hybride entre ces deux groupes humains n’est donc pas une surprise en soit, encore moins le fait qu’il y ait eu des échanges géniques entre différents groupes humains. En revanche, l’originalité de cette étude est de présenter la première découverte d’un individu dont les parents appartiennent à deux groupes humains différents (génération F1).


Figure 2


Par ailleurs, la mère de Denny (qui est une néandertalienne) présente légèrement plus d’affinité génétique avec un reste de Vindija (Vindija 33.19 – Croatie) qu’avec les restes de Denisova 5 (ou Néandertal de l’Altaï). Or, ce reste de Vindija est environ 25 000 ans plus jeune que celui de de la mère de Denisova 11 qui est elle-même plus jeune d’environ 30 000 ans que Denisova 5. Ces résultats suggèrent soit que les Néandertaliens orientaux se sont dispersés vers l’ouest après 90 000 ans, soit que les Néandertaliens occidentaux se sont dispersés vers l’Est avant 90 000 ans et qu’ils ont remplacé partiellement les populations locales. Il est impossible de conclure pour l’instant.
Personnellement, les différences d’affinité entre le reste de Vindija et Denisova 5 ne sont pas très importantes et je doute qu’il soit réellement significatif. En effet, le code génétique repose sur un système à 4 lettres redondants, ce qui permet l’existence de nombreuses mutations silencieuses, c’est-à-dire qu’elles n’entraînent pas de changement dans la protéine ou l’ARN obtenus. Ces mutations peuvent donc apparaître plusieurs fois et indépendamment dans différentes lignées familiales. Il est nécessaire de comparer l’ADN de la mère de Denny à plusieurs autres individus plus récents et plus anciens avant de donner une quelconque conclusion.

En revanche, il est intéressant de constater que nous sommes passés d’une vision très statique des populations humaines à une vision beaucoup plus mobile. En effet, il y a encore une quinzaine d’années, on considérait les populations fossiles comme étant peu mobiles et très isolées les unes des autres, alors qu’aujourd’hui, à la lumière des résultats de la génétique, on les perçoit comme des entités très mobiles, et donc moins isolées.
La question qui reste en suspens est de savoir si les transferts géniques (i.e. les accouplements) entre les Néandertaliens et les Dénisoviens étaient fréquents ou exceptionnels. En effet, si ces croisements étaient fréquents (idée défendue par de nombreuses personnes), alors pourquoi les Dénisoviens et les Néandertaliens sont-ils restés deux groupes distincts. En revanche, d’autres auteurs considèrent que ces croisements étaient rares, mais alors a-t-on eu beaucoup de chance de trouver un des très rares individus hybrides.
Dans le cas de la 1ère hypothèse, cela signifierait qu’il y ait une barrière génétique suffisamment importante, comme une plus faible capacité reproductrice des hybrides, etc., qui limitait les transferts géniques. Cependant, je pense que dans ce cas, une barrière culturelle, pouvant être très forte, pouvait limiter significativement les rencontres.
Dans le cas de la seconde hypothèse, cela signifierait que les chercheurs ont eu une chance extraordinaire de tomber sur un individu F1 hybride. Cependant, des spécimens extraordinaires sont connus en paléontologie, comme par exemple un exemplaire périnatal de Sinohydrosaurus (petits reptiles d’eau douce pouvant atteindre 1 m de long à l’âge adulte et datant du Crétacé), long de 7 cm et qui possède deux têtes (Figure 3 à droite) ! Quoiqu’il en soit, que ces rencontres intergroupes furent  rares ou fréquentes, elles avaient l’avantage d’augmenter la variabilité génétique de ces deux populations (il n’y a pas besoin que les apports génétiques extérieurs soient importants pour éviter la dépression génétique – i.e. éviter la consanguinité) qui sont parmi les plus faibles du monde animal.

Conclusion
L’étude de Slon et collaborateurs publiée dans la revue Nature du 23 août 2018 donne le premier individu résultant d’un croisement entre un père dénisovien et une mère néandertalienne. Cet individu est une femme de moins de 13 ans. Il est intéressant de noter que cet individu se limite à un fragment osseux.
Cette étude montre aussi que la mère de Denny présente plus d’affinité génétique avec un individu de Vindija (beaucoup plus jeune) qu’avec un individu néandertalien provenant du même site qu’elle. Cela montre que les flux géniques étaient importants et résultaient certainement de mouvements de populations. En d’autres termes, les populations humaines étaient déjà très mobiles.


Jean-Luc Voisin
Associate-editor at the American Journal of Physical Anthropology.
UMR 5198 & USM 103-Institut de Paléontologie Humaine

Source :
Nature

A lire également
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