Les premiers humains se seraient-ils reproduits avec une espèce "fantôme" ?

Entre migrations, métissages et changements climatiques, notre évolution est une histoire complexe. Selon une nouvelle étude, la diversité génétique d'Homo sapiens serait encore plus ancienne que l'expansion humaine en dehors de l'Afrique.

L’histoire de l’évolution de notre espèce est complexe. Les populations humaines anciennes se sont développées, ont migré et se sont rencontrées, diversifiées, et parfois mélangées. Démêler ce nœud historique constitue ainsi un défi majeur pour les scientifiques. Cependant, au cours des dernières décennies, ces derniers sont parvenus à parfaire les modèles visant à utiliser les variations génétiques observées chez les individus d’aujourd’hui afin d’obtenir un aperçu de notre lointain passé.

Pour ce faire, ils ont toutefois dû faire face à un problème : certaines différences génétiques entre les populations semblent incroyablement anciennes, encore plus anciennes que la date à laquelle nos ancêtres communs se seraient divisés pour créer ces différentes populations. En se basant sur des découvertes antérieures indiquant qu’Homo sapiens se serait reproduit avec des Néandertaliens et des Dénisoviens en Eurasie, certains scientifiques ont suggéré que ces variations génétiques anciennes pourraient s’expliquer par des métissages occasionnels entre les humains anciens du continent africain et une autre espèce humaine.

À ce jour, aucune preuve physique soutenant l’existence de ces hominidés « fantômes » n’a toutefois été retrouvée : il n’y a pas de fossiles, et encore moins d’ADN. De nouvelles recherches, publiées dans la revue Nature, proposent donc une tout autre explication.

En se basant sur ce que nous savons de la vitesse à laquelle notre ADN change d’une génération à l’autre, il est possible d’estimer à quelle période les ancêtres communs des populations porteuses de variations génétiques spécifiques présentaient encore les mêmes gènes, avant de se séparer. Jusqu’à présent, les modèles d’évolution génétique de notre espèce voyaient les populations ancestrales comme le tronc solide d’un arbre généalogique qui se serait divisé pour créer des branches de populations distinctes : selon cette hypothèse, les individus qui composaient le tronc étaient donc génétiquement similaires les uns aux autres, tandis que ceux des différentes branches étaient presque entièrement séparés.

En modélisant d’autres scénarios, la nouvelle étude suggère que les individus de ce tronc n’étaient peut-être pas aussi unis que nous le pensions.

« Dans notre modèle informatique, lorsque nous supposons que la population du tronc n’était pas aussi fixe, mais que certains groupes se séparaient occasionnellement, puis refusionnaient par la suite, la correspondance que nous obtenons avec la variation génétique que nous observons dans les populations humaines actuelles est bien plus solide », décrit Aaron Ragsdale, généticien des populations de l’Université du Wisconsin-Madison et auteur principal de la nouvelle étude.

Des indices géologiques pourraient contribuer à expliquer ce qui a pu éloigner ou rapprocher les anciens groupes d’Homo sapiens. « Au cours de la période qui nous intéresse, il y a environ 1 million à 100 000 ans, nous savons que certains changements climatiques, tels que des ères glaciaires, ont entraîné une expansion ou une divergence des populations vers de nouvelles régions du monde, mais aussi causé une contraction ou un métissage avec d’autres populations », explique Brenna Henn, généticienne à l’Université de Californie à Davis et co-autrice de l’étude.

En partant du principe que davantage d’échanges ont eu lieu entre les ancêtres d’Homo sapiens, le modèle parvient à expliquer « ces différences très anciennes que les modèles précédents avaient du mal à expliquer sans invoquer des [populations] fantômes », révèle Ragsdale.

De nouvelles informations génétiques

Ce nouveau modèle a permis de mettre en lumière un événement qui s’est produit il y a environ 120 000 ans, à la fin d’une ère glaciaire qui a provoqué une transition de conditions froides et arides vers des conditions chaudes et humides dans certaines régions de l’Afrique. L’élévation du niveau de la mer pourrait avoir poussé les populations vers l’intérieur du continent.

« À cette époque, nous constatons que deux branches de l’arbre généalogique humain ont fusionné et sont devenues les ancêtres des Khoïsans actuels, des groupes apparentés mais culturellement distincts qui se limitent aujourd’hui à l’Afrique australe et présentent la plus grande diversité génétique de la planète », explique Henn.

Cette analyse est la première à inclure des données génétiques provenant de dizaines de Namas, un peuple pastoral khoïsan de Namibie avec lequel Henn travaille depuis des années pour reconstituer son histoire unique. « C’est drôle, lorsque je parle à certains participants et que je leur révèle que nous avons découvert qu’ils présentent la plus grande diversité génétique du monde et qu’ils ont probablement été isolés en Afrique australe pendant plusieurs milliers d’années, ils me regardent et me répondent qu’ils le savent déjà », se souvient-elle.

De même, nombre de Namas n’ont pas été surpris d’apprendre qu’environ 15 % de leur génome actuel provenait d’ancêtres européens, car les relations familiales qui en sont à l’origine sont souvent très récentes. « Le plus surprenant, c’est qu’ils ont également des ancêtres d’Afrique de l’Est datant d’il y a environ 2 000 ans. Nous travaillons actuellement avec les Namas à la création d’une exposition sur ce sujet pour le parc transfrontalier du ǀAi-ǀAis/Richtersveld. »

Selon le modèle, une deuxième fusion aurait eu lieu entre deux branches il y a environ 100 000 ans, donnant ainsi naissance aux ancêtres des Africains de l’Ouest et de l’Est, dont certains descendants se seraient ensuite dispersés en dehors de l’Afrique et auraient peuplé les autres continents.

« C’est cohérent avec les idées récentes de la paléoanthropologie selon lesquelles l’ascendance du groupe d’Homo sapiens qui a quitté l’Afrique se composerait de plusieurs populations africaines », explique Henn. « Cela montre également que nous devrions être plus précis, car parler d’ascendance africaine ne suffit pas. La diversité est incroyable. »

Les nouvelles recherches soutiennent l’idée selon laquelle « notre espèce aurait de nombreuses origines en Afrique, et nos ancêtres ne seraient pas le fruit d’une seule population, mais bien de plusieurs », avance la paléoanthropologue Eleanor Scerri, de l’Institut Max-Planck de géoanthropologie en Allemagne, qui n’était pas impliquée dans la nouvelle étude.

La complexité de l'évolution humaine

Le nouveau modèle pourrait également transformer une interprétation des fossiles surprenants présentant un mélange de caractéristiques anciennes et modernes ont pu être découverts dans différentes régions africaines, ce qui a pu être interprété par les scientifiques comme la preuve d’un métissage avec une ou plusieurs « populations fantômes ». Le nouveau modèle pourrait cependant bouleverser cette interprétation. Par exemple, un crâne trouvé en 1921 près de la ville de Kabwe au Zimbabwe présentait une boîte crânienne particulièrement large pour un fossile aussi ancien, alors que d’autres caractéristiques, telles que ses lourdes arcades sourcilières et son visage large, semblaient plus adaptées aux caractéristiques de cette époque. Les restes d’un crâne découverts en 1965 près d’Iwo Eleru au Nigeria présentaient quant à eux de petites arcades sourcilières et laissaient imaginer un cerveau d’une taille similaire à celle de nos cerveaux modernes, alors que la forme longue et basse de la boîte crânienne était plus caractéristique des anciens humains.

Le nouveau modèle « vient encore diminuer la probabilité que les populations auxquelles appartenaient ces spécimens aient contribué à engendrer la lignée survivante d’Homo sapiens », explique le paléoanthropologue Chris Stringer, du Muséum d’histoire naturelle de Londres, qui a contribué à la description des deux fossiles. « Si un mélange a en effet eu lieu plus tôt, alors toutes les traces ont dû disparaître. »

Pour la paléoanthropologue Jessica Thompson, de l’Université de Yale, qui ne faisait pas partie de l’équipe chargée de l’étude, il serait intéressant d’inclure les ADN anciens découverts récemment en Afrique dans les modèles. Les ADN de six individus de Tanzanie, du Malawi et du Zimbabwe, qui dataient de 5 000 à 20 000 ans et couvraient l’ensemble de leur génome, ont par exemple été séquencés récemment. Ils pourraient aider à dresser un tableau plus détaillé de l’histoire de l’évolution humaine. « Il est possible que les personnes qui vivent aujourd’hui soient très différentes de celles qui vivaient au même endroit il y a bien longtemps », propose Thompson.

Ragsdale et Henn reconnaissent qu’il serait intéressant d’intégrer ces ADN dans leur analyse, mais ajoutent que ces derniers sont encore très rares et ne couvrent à ce jour que la partie la plus récente de la période qui les intéresse. Découvrir de l’ADN encore plus ancien « nous permettrait d’identifier certains lieux, ce que nos données actuelles ne nous permettent pas de faire », décrit Ragsdale. Une telle trouvaille « nous apporterait sans aucun doute plus de détails, mais je ne suis pas sûr que cela changerait vraiment la situation dans sa globalité. »

Ces nouvelles recherches présentent une image complexe des origines de notre espèce, qui suggère que les premiers individus Homo sapiens ne se seraient pas limités à une unique région ou population, et que les variations génétiques qui existent encore aujourd’hui pourraient avoir vu le jour très tôt dans l’évolution. Il est « assez difficile de s’y retrouver », admet Ragsdale.

Cette situation est courante en science : alors que notre compréhension s’améliore, les théories simples s’estompent et sont remplacées par une complexité croissante. L’Homo sapiens se montrera-t-il assez intelligent pour élucider entièrement le mystère de sa propre origine ?

Source : National Geographic du 24/05/2023

Les espèces fantômes hantent l'histoire évolutive

Les espèces "fantômes", c'est-à-dire celles qui sont inconnues ou éteintes, sont infiniment plus nombreuses que les espèces vivantes identifiées. La plupart des flux de gènes détectés sur un ensemble choisi d'espèces connues sont donc susceptibles de provenir d'espèces fantômes. Dans un article de PLoS Biology, des chercheurs montrent que la prise en compte de cette information habituellement négligée peut changer radicalement les conclusions des études sur les flux de gènes.

"En première approximation, toutes les espèces sont éteintes". Cette boutade, attribuée au paléontologue américain David Raup, nous rappelle que les espèces vivantes ne représentent qu'une infime proportion de toutes celles qui ont existé. De plus, la majorité des espèces vivantes nous sont probablement inconnues. C'est donc à partir de l'observation et de l'analyse d'une minorité d'espèces que des scientifiques cherchent à comprendre les processus qui gouvernent l'évolution du vivant.

Les analyses en biologie évolutive concernent généralement un très petit nombre d'espèces alors que de nombreuses autres, que l'on nomme “espèces fantômes”, existent. Négliger cette partie immergée de l'iceberg, comme c'est généralement le cas, peut avoir des conséquences importantes pour la compréhension des processus régissant l'évolution du vivant.

Mais la diversité disparue ou inconnue a laissé des traces dans le génome des espèces étudiées, via les flux "horizontaux" de gènes - ou transmission de matériel génétique entre espèces. Ainsi trouve-t-on des gènes néandertaliens dans des génomes d'Homo sapiens - à la suite de croisements interspécifiques -, ou encore des gènes de résistance aux antibiotiques qui sont communs à des souches ou espèces distinctes de bactéries pathogènes.

Pourtant l'analyse des flux de gènes telle qu'elle est pratiquée aujourd'hui ignore habituellement l'existence passée ou présente des espèces fantômes, alors que ces dernières sont potentiellement les principales pourvoyeuses de gènes transmis horizontalement. Par des approches de simulation et une réanalyse de données publiées ces dernières années, les auteurs de cette étude montrent qu'ignorer les espèces fantômes peut conduire à proposer des scénarios évolutifs totalement erronés. La raison en est assez simple: l'interprétation du signal laissé par un flux de gènes dans les génomes des espèces étudiées peut être radicalement différente selon que l'on considère ou pas que des espèces fantômes sont impliquées. Les auteurs ont évalué l'impact de cet effet habituellement négligé à partir des données de trois études: l'une proposant un test statistique de détection des flux de gènes entre espèces proches ; une autre portant sur l'étude de l'histoire évolutive du complexe d'espèces Anopheles gambiae, des moustiques vecteurs du paludisme ; une dernière sur l'estimation de l'ordre d'acquisition de différents gènes bactériens ayant conduit à l'émergence de la cellule eucaryote (y compris les gènes à l'origine de la mitochondrie).

Simulation d'un arbre de la vie représentant les lignages menant à la diversité actuelle (traits colorés) et les lignages fantômes menant à des espèces aujourd'hui éteintes (traits gris). Le centre du cercle représente l'apparition de la vie, la périphérie représente le temps présent, et les trois couleurs représentent les trois domaines du vivant.

Les résultats montrent non seulement que l'interprétation des tests de détection des transferts est généralement erronée car elle conduit à une mauvaise identification des espèces donneuses et receveuses (étendant les résultats récents, Tricou et al. 2022), mais aussi que des hypothèses importantes en biologie évolutive basées sur la détection de flux de gènes peuvent être remises en question. Ainsi, la réanalyse du complexe gambiae ouvre la possibilité d'une histoire évolutive différente de celle admise jusqu'alors, qui pourrait redessiner l'histoire des croisements interspécifiques dans ce groupe taxonomique important en termes de santé humaine. De même, la méthode utilisée pour ordonner l'histoire des intégrations de gènes par la cellule proto-eucaryote révèle une faiblesse méthodologique majeure: appliquée en tenant compte de la présence possibles d'espèces fantômes, elle revient à jouer à pile ou face pour savoir si un événement de transfert a eu lieu avant ou après un autre. Cela change nos connaissances des premières étapes de l'émergence du domaine du vivant auquel les humains appartiennent: les eucaryotes.

Ces résultats conduisent à proposer de nouvelles façons d'étudier les flux de gènes en reconnaissant l'existence d'espèces fantômes et leur contribution aux génomes des espèces actuelles. Ils ouvrent aussi la voie à des études permettant, grâce à la détection des flux de gènes, d'identifier et d'étudier ces espèces fantômes.

Source : Techno-science du 28/09/2022

L'Eurasien basal, notre ancêtre fantôme

Pour se rendre compte de notre ADN, les chercheurs supposent des lignées inconnues, dont l'existence n'apparaît qu'au travers d'algorithmes ou de modélisations.

Toutes les familles ont des fantômes dans leur placard… La grande famille de l'humanité ne fait pas exception. Quelques loci (localisation précise d'un gène sur un chromosome) dans notre ADN trahissent leur existence, et c'est en cherchant à reconstruire l'histoire des groupes archaïques que les paléogénéticiens les ont trouvés. Car ces représentants du genre Homo n'ont laissé aucune trace sinon dans d'autres génomes.

Notre ADN trahit l'existence de lignées fantômes.

Une vie au Proche-Orient il y a plus de 50.000 ans

Ainsi est née l'hypothèse d'un Eurasien basal, proposée par le paléogénéticien David Reich, de Harvard (États-Unis). Pour éclairer la différence de proportion de séquences archaïques existant entre les Européens et les Asiatiques modernes, il suppose l'existence d'un groupe de Sapiens, les Eurasiens basaux, qui en sortant d'Afrique auraient filé vers l'ouest sans s'hybrider avec Néandertal. "La répartition de leurs descendants indique que ces Eurasiens basaux ont probablement vécu au Proche-Orient il y a de 120.000 à 50.000 ans", explique Iosif Lazaridis, paléogénéticien de Harvard. À la faveur d'une rencontre postérieure avec les futurs Sapiens européens, ils auraient contribué à diluer l'ADN archaïque chez les Européens actuels.

Une population "super-archaïque"

D'autres groupes ont suffisamment participé à la particularité génétique d'une population pour qu'on détecte leur influence statistiquement, grâce à des algorithmes et des modélisations. Les scientifiques exhument des traces indirectes, telle une trajectoire génétique inexpliquée, d'hominiens disparus. Ainsi cette population "super-archaïque", issue d'une branche séparée depuis 2 millions d'années des autres hominiens, qui aurait peuplé l'Eurasie il y a 500.000 ans. Elle surgit des données génomiques grâce à sa rencontre avec l'ancêtre commun de Denisova et de Néandertal, dit Néandersovien. "Les fossiles de Dmanisi, dans le Caucase, pourraient, par exemple, appartenir à cette espèce super-archaïque" , remarque Alicia Sanchez-Mazas, de l'université de Genève.

Mais l'Eurasie n'est pas la région privilégiée pour tomber sur des fantômes. "Il est très probable qu'il y ait, dans l'ascendance des humains, de nombreuses lignées que nous ne connaissons pas, particulièrement en Afrique, où il existe des hominines depuis plus longtemps", estime Iosif Lazaridis. D'ailleurs, pour certains généticiens, la meilleure manière d'expliquer les traces archaïques détectées dans le génome de populations ouest-africaines est de supposer une hybridation de leurs ancêtres Sapiens avec un hominien inconnu qui aurait divergé avant l'apparition des Néandersoviens. D'autres études révèlent des traces d'hybridation, sans qu'il soit possible de les attribuer à un Homo particulier. C'est une multitude d'espèces fantômes qu'on voit aujourd'hui émerger. "Mais on reste dans le domaine des probabilités" , rappelle Alicia Sanchez-Mazas.

La science manque de matériel biologique pour compléter ce puzzle. "La paléoprotéomique (l'analyse des protéines des fossiles, ndlr) peut être prometteuse pour l'étude d'échantillons très anciens, mais elle n'offre pas une aussi bonne résolution que l'ADN, reconnaît Iosif Lazaridis. Nous avons plus de chances de faire des progrès avec l'analyse informatique des génomes modernes pour y trouver des bouts d'ADN archaïques." Si cette ascendance a laissé des traces chez l'humain moderne, il sera possible, sans doute, de les extraire. .. par calcul.

Source : Sciences et Avenir du 01/02/2021

Un seul berceau... et tant d'origines

Leur destin fut différent : Homo floresiensis (à g.) s'est éteint, Neandertal (à dr. ) s'est fondu en nous. Et Homo naledi ? On n'en sait rien. Peut-être en subsiste-t-il des traces dans notre génome.

La quête des origines ne se résume pas à un berceau. Car dès que les humains modernes en sont sortis, ils se sont hybridés avec des populations aujourd'hui disparues, dont notre ADN conserve la trace. Nous descendons aussi de ces fantômes…

La croisée des chemins, le point de convergence inéluctable de tous les cours d'eau, le tronc qui unifie chaque racine, chaque rameau… Voilà ce que représente le Makgadikgadi pour l'humanité. Mais la richesse de notre histoire ne se résume pas à la découverte de ce berceau. Notre identité ne saurait s'éclairer à la lumière d'un unique zoom, aussi lumineux soit-il. Nous ne sommes pas seulement les héritiers de cette première population d'humains modernes, qui émergea il y a quelque 200 000 ans, puis qui envahit le monde. Même si vous, moi, et tous ceux qui peuplent aujourd'hui la Terre lui devons l'immense majorité de notre génome, l'histoire de notre origine est beaucoup plus complexe.

Car dans la longue marche imposée par l'évolution, les routes sont nombreuses, sinueuses et entrecroisées. Prenez Neandertal. Ce lointain cousin, qui a pris exil de notre lignée bien avant la naissance de l'humain moderne, n'est pas passé par notre berceau. Mais nous savons depuis une dizaine d'années - et la découverte en fut retentissante - qu'Européens et Asiatiques en sont les héritiers directs pour quelques pourcents de leur génome : il y a près de 40 000 ans, quelque part en Eurasie, sa lignée s'est fondue avec la nôtre, comme si elle ne nous avait jamais quittés.

"Les croisements entre les espèces humaines ont été bien plus nombreux que tout ce que nous pensions, témoigne Alan Rogers, généticien à l'université d'Utah, aux États-Unis.

Et les humains actuels en sont l'ultime résultat." Certes, nous avons un berceau, mais nous sommes aussi une chimère, une somme, la fusion de toutes les humanités qui nous ont précédés. Et les recherches actuelles ne font qu'accentuer ce fait poignant.

Sur notre alliance génétique avec Neandertal, pour commencer. Alors que nous pensions que celle-ci s'était nouée seulement en Eurasie, excluant de fait la présence d'ADN néandertalien au sein des populations africaines, voilà qu'une étude publiée à la fin du mois de février dernier prouve le contraire : tous les peuples africains étudiés porteraient jusqu'à 30 % des séquences génétiques néandertaliennes retrouvées dans les populations européennes actuelles !

UNE LIGNÉE HANTÉE

Cela implique plusieurs choses, commente Joshua Akey, généticien à l'université de Princeton, aux États-Unis, et auteur de l'étude : "Il semble qu'après la sortie d'Afrique des humains modernes, il y a 60 000 ans environ, et l'épisode d'hybridation avec Neandertal qui s'en est suivi, il y ait eu une migration retour vers l'Afrique de ces humains modernes portant en eux l'ADN néandertalien, qui s'est ensuite propagé. Tous les 2 054 individus que nous avons testés à travers le monde présentent des séquences néandertaliennes. Il faut encore des études pour le confirmer, mais on peut dire que Neandertal survit sûrement dans chaque humain vivant aujourd'hui." Nous sommes donc encore plus néandertaliens que nous ne le pensions…

Remontons encore dans le temps : cette même histoire, Neandertal l'aurait lui aussi vécue ! C'est ce qu'affirme Alan Rogers en pointant une portion d'ADN suspecte. Au temps où Neandertal et Denisova n'étaient encore qu'une seule et même lignée, il y a près de 600 000 ans, lors de leur propre sortie d'Afrique, eux aussi auraient bibliquement rencontré un prédécesseur. Qui ? Probablement le tout premier des explorateurs, celui qui, pour la première fois, aurait posé un pied conquérant, et non une patte, sur l'immense Eurasie, il y a de cela 2 millions d'années : Homo erectus lui-même. "Les dates concordent, confirme Alan Rogers, même s'il faudrait plutôt parler de rencontre avec les descendants d' Erectus. Toujours est-il que, puisque nous avons hérité de gènes néandertaliens et denisoviens, il est très possible que nous ayons aussi hérité de cet ADN lointain." Et voilà que nous devenons tous, peut-être, un peu Homoerectus .

Il est pourtant impossible de le savoir avec certitude : l'ADN d' Erectus n'a jamais pu être analysé, car celui contenu dans ses fossiles est trop vieux, trop détérioré. La portion d'ADN suspecte pourrait donc tout aussi bien être l'héritage d'une autre espèce humaine d'un même âge, et dont les fossiles n'ont jamais été retrouvés. Mais la dynamique actuelle de la recherche en paléoanthropologie est là : créer des méthodes statistiques permettant de comparer nos génomes avec ceux des néandertaliens et des denisoviens afin d'identifier justement les séquences qui échappent à leur parenté. Des séquences qui ne peuvent avoir été héritées de leur même ancêtre commun. Des séquences forcément venues d'ailleurs…

Les "fantômes". C'est ainsi qu'ont été baptisées ces populations inconnues, détentrices originelles de ces traces d'ADN découvertes au cœur de nos génomes. Des populations qui ont disparu de la surface de la Terre, mais qui continuent d'exister à travers nous. Les paléoanthropologues parlent même de "fantômes modernes", de "fantômes archaïques", voire de "fantômes super-archaïques", selon qu'ils apparaissent dans notre lignée comme des cousins plus ou moins éloignés. Et notre ADN s'avère plus hanté qu'un château écossais !

UNE HYBRIDATION OPPORTUNISTE

Plusieurs peuples d'Afrique de l'Ouest porteraient ainsi entre 2 et 19 % d'ADN d'un de ces fantômes… Celui-ci aurait quitté notre lignée avant même que Neandertal et Denisova ne le fassent, puis serait revenu s'hybrider il y a près de 50 000 ans avec certaines des premières populations d'humains modernes. Un autre signal similaire, mais qui n'a pu être daté cette fois, a aussi été découvert fin 2019 dans les populations d'Afrique sub-saharienne. "Et il y en aura sûrement beaucoup d'autres" , prévient Alan Rogers.

Qui étaient ces populations que l'humain moderne a totalement englouties dès l'aube de son histoire ? Les candidats ne manquent pas : l'Afrique, au même titre que l'Europe et l'Asie, fourmillait alors de lignées. Homo naledi, par exemple, cet humain fossile présentant une mosaïque de caractères modernes et ancestraux, dont un tout petit cerveau de la taille d'un pamplemousse, vivait encore il y a un peu plus de 200 000 ans en Afrique du Sud. Et un fossile attribué à Homo heidelbergensis, découvert en Zambie il y a un siècle, vient d'être redaté : âgé de 300 000 ans, il aurait pu sans conteste être absorbé par nous.

Bien sûr, certaines lignées humaines ont bel et bien disparu, sans rejoindre notre route. Comme Homo floresiensis , cette espèce naine qui habitait l'île de Florès, en Indonésie, qui s'est éteinte il y a près de 50 000 ans : nulle trace de fantôme n'a été retrouvée chez les populations actuelles de l'île, par rapport aux autres populations d'Asie. Mais contrairement à ce que l'on pensait, c'est l'exception qui confirme la règle. Car la norme, elle, était plutôt l'hybridation. "D'autant qu'on sait aujourd'hui que des espèces humaines séparées depuis plus d'un million d'années pouvaient encore s'hybrider, comme ce fut le cas entre les denisoviens et les possibles descendants d' Erectus " , renchérit Alan Rogers.

Ce qui n'étonne pas Nicolas Bierne, biologiste spécialiste du phénomène de spéciation à l'université de Montpellier : "Un million d'années, c'est extrêmement court dans l'évolution des espèces. Les populations séparées par ce laps de temps n'en sont finalement qu'au début de leur différentiation, dans ce qu'on appelle la 'zone grise de la spéciation'. Neandertal et les humains modernes étaient ainsi, d'un point de vue génétique, plus proches entre eux que certains animaux que l'on classerait pourtant comme étant de la même espèce. Longtemps on a cru que l'hybridation entre les humains modernes et les néandertaliens ne fonctionnait pas bien, car des portions entières du génome n'étaient jamais néandertaliennes, ou encore parce que nous n'en avons gardé que quelques pour-cents. Mais cela peut s'expliquer facilement : les humains modernes étaient simplement bien plus nombreux, et seuls les gènes particulièrement utiles ont été conservés. Avec la dérive génétique, au fil des générations, des portions entières du génome, moins efficaces, ont donc été effacées."

Et voilà une belle leçon de cette histoire : les portions d'ADN héritées de ces nombreux humains ancestraux ne sont certainement pas silencieuses. Nous n'avons pas seulement assimilé Neandertal et les autres, nous en avons surtout tiré le meilleur. "Les études montrent en effet que les séquences génétiques néandertaliennes jouent un rôle sur le système immunitaire ou la pigmentation de la peau, et ont donc une utilité, souligne Alan Rogers.

De la même manière, les Tibétains ont hérité un gène denisovien facilitant la vie en haute altitude, qui semble provenir originellement d'une population encore plus archaïque." Pour s'adapter à un nouveau milieu, un nouvel en vironnement, l'hybridation est plus efficace que la longue évolution. "Et c'est logique , renchérit Nicolas Bierne.

Les populations ancestrales étaient déjà sur place depuis des centaines de milliers d'années, ou plus : elles ont eu le temps de s'adapter. En un sens, elles nous ont préparé le terrain."

NOTRE MÉTISSAGE CONTINUE…

À côté de tout ce que nous devons à la population souche issue du berceau, les autres populations humaines, chacune à sa manière, nous ont aussi enrichis. Et quand bien même, en tant qu'individus, nous ne posséderions pas toutes ces ancestralités - en Europe, il nous manque celle de Denisova -, ce n'est sûrement que pour un temps. "Projetons-nous dans le futur lointain, imagine Nicolas Bierne. Les métissages vont continuer, au point qu'il n'y aura sûrement plus de populations dites 'pures', tels les Indiens d'Amériques, mais tout le monde, au contraire, en portera l'ADN. Est-ce que, parce que ce pourcentage sera faible, je ne voudrai pas me rattacher à leur histoire ? Bien sûr que si ! De la même manière, je veux me rappeler Denisova."

Alors, rendons hommage à Neandertal et Denisova, à Naledi et Heidelber-gensis , à Erectus et Habilis , à Floresiensis et Luzonensis, et à tous les fantômes qui continuent d'exister à travers nous. Car nous n'avons qu'un berceau, mais de multiples origines.

Source : Science et Vie du 28/05/2020

Ghosts in the family tree

date : 2020

Une ancienne lignée fantôme "archaïque" toujours tapie dans l'ADN moderne

Des chercheurs ont mis le doigt sur des gènes inconnus chez plusieurs populations d'Afrique de l'Ouest. Ils pourraient être la trace d'un ancêtre fantôme à propos duquel la science ne sait encore rien.

Certains de nos ancêtres nous sont - assez - familiers, comme Néandertaliens ou Denisoviens. Pour étudier ces aïeux, les scientifiques disposent de crânes ainsi que d'autres ossements. Grâce à de nouvelles techniques, il est désormais possible d'étudier les lignées d'humains qui ont vécu avant nous non pas grâce à des fossiles retrouvés lors de fouilles mais grâce à des analyses ADN sur des personnes en vie aujourd'hui. Avec la génétique, des chercheurs de l’University of California à Los Angeles ont pu retrouver les traces d'un ancêtre "fantôme". Encore inconnu aujourd'hui, ce nouvel hominidé pourrait prendre une place dans la grande chaîne de nos prédécesseurs. Ces travaux sont publiés dans la revue Science Advances.

Une lignée "fantôme" ?

L'espèce humaine se divise en différentes branches, dont certaines se sont elles-même croisées, reproduites, pour donner un nouveau métissage génétique. Il y a un million d'années, l'Homo erectus vivait en Afrique. Il est ensuite parti à travers le monde, où il a rencontré l'Homme de Néandertal en Europe et l'Homme de Denisova en Asie. Des métissages que l'on retrouve encore dans nos gènes aujourd'hui. C'est par exemple le cas des aborigènes en Australie qui portent en eux une part du génome de l'Homme de Denisova. Si l'on commence à comprendre les déplacements de chacune de ces populations, il reste des chaînons manquants pour comprendre tous les croisements de nos ancêtres. En témoigne cet ADN inconnu retrouvé chez plusieurs populations d'Afrique de l'Ouest : une lignée "fantôme" pour laquelle il n'existe ni caractéristiques ni dénomination.

Toujours une trace dans les gènes aujourd'hui

Aujourd'hui, la génétique permet aux chercheurs de s'engager sur des pistes jamais envisagées auparavant. Dans l'étude publiée dans la revue Science Advances, l'ADN de 405 habitants d'Afrique de l'Ouest a été séquencé afin de pouvoir observer les caractéristiques de leur génome. Dans la plupart des cas, les variants génétiques trouvés correspondaient aux théories déjà étables sur l’évolution.

Mais l'ADN prélevé sur ces groupements de populations - les Yoruba et les Esan au Nigéria, les Mende au Sierra Leone, ainsi que des habitants du Gabon - a dévoilé qu'une partie, entre 2% et 19% de leur patrimoine provient d'un ancêtre disparu et jamais identifié jusqu'à présent. Il ne correspond à aucun parent qui aurait déjà été enregistré par le passé. Cet ADN "archaïque", selon la dénomination des chercheurs, pourrait être expliqué par une rencontre entre Homo sapiens et un autre membre, inconnu, de l'espèce humaine. C'est ce qu'on appelle une introgression génétique, toujours détectable dans l'ADN des populations d'aujourd'hui. L'ADN est lui, qualifié d'archaïque, car il renvoie à une espèce aujourd'hui éteinte.

La nouvelle espèce aurait formé sa propre branche vers 650.000 avant notre ère, donc 100.000 ans avant l'apparition de Néandertal. L'espèce inconnue aurait ensuite croisé Homo Sapiens il y a 43.000 ans. "Pour l'instant, nous ne savons pas à quel espèce d'hominidés cette branche aurait pu appartenir. Il semble que la branche aurait divergé des ancêtres des humains modernes il y a très longtemps, bien avant que ceux-ci ne se séparent de Néandertal. Nous ne savons pas où cette population aurait vécu et quels fossiles pourraient lui correspondre", explique à Sciences et Avenir l'un des principaux chercheurs de l'étude, Sriram Sankararaman, spécialisé en génétique et en informatique. "Il serait intéressant d'analyser les gènes d'autres populations en Afrique pour en savoir plus. Nous avons commencé à trouver des génomes africains très anciens qui pourrait apporter un nouvel éclairage à l'histoire africaine."

Aucune trace dans les fossiles, vraiment ?

Le plus vieux fossile d'Homo sapiens, retrouvé au Maroc, date d'il y a 300.000 ans. Mais certains restes d’humains retrouvés n’ont pas d’origine clairement établie. C’est le cas d’un crâne retrouvé sous les tropiques. Déniché au Nigéria sur le site d’Iwo Eleru, il date d’il y a 11.200 ans. Pourrait-il correspondre aux gènes fantômes retrouvés dans les populations de l’Afrique de l’Ouest ? Pour le savoir, il faudrait séquencer l’AND du fossile et voir s’il correspond aux résultats retrouvés par l’équipe de l'Université de Californie (UCLA).

Pour le moment, l’ADN du crâne d’Iwo Eleru n’a pas pu être comparé à d’autres patrimoines génétiques. "C’est compliqué d’avoir de l’ADN dans les tropiques car la décomposition est plus rapide dans ces zones. Les restes se dégradent plus rapidement en raison du climat et des sols acides. Les fossiles se minéralisent et deviennent de la pierre", explique Isabelle Crèvecoeur, paléoanthropologue à l'université de Bordeaux, spécialisée sur les périodes récentes de la préhistoire en Afrique et en Europe. Impossible alors d’essayer de faire parler les restes retrouvés.

D’autres restes humains, sur le site archéologique d’Ishango en République démocratique du Congo (RDC), présentent également des traits très particuliers. Un site sur lequel Isabelle Crèvecoeur a largement travaillé par le passé. "Ce n’est pas parce qu’une population présente des traits archaïques qu’elle est forcément issue d’une hybridation. Ce n’est pas une preuve suffisante. Il faut d’abord comprendre ce qui s’est passé avant. Peut-être que ces résultats sont issus d’une population isolée génétiquement à cause d’une barrière géographique ou encore une population complètement radiée aujourd’hui."

D'autres fantômes dans nos gènes

Ce n’est pas la première fois qu’une lignée fantôme est découverte par les chercheurs. "Il existe une lignée fantôme en Asie, qui résulterait d’une hybridation entre Denisova et une population très éloignée génétiquement, qui pourrait dater des premiers Homo d’il y a deux millions d’années", explique Isabelle Crèvecoeur. (L'hybridation entre l'Homme de Denisova et cette mystérieuse population aurait eu lieu à au moins deux reprises).

De précédentes études avaient, elles aussi, isolé des fragments d'ADN qui ne correspondent à aucun génome connu. "Tout ça est le reflet du prisme des populations actuelles. Elles ne sont que la partie émergée de l’iceberg" commente la paléoanthropologue. Pour l'instant, notre arbre généalogique reste encore largement incomplet. Mais peut-être pourra-t-on un jour mettre un nom - et un génome - sur les lignées fantômes qui peuplent les origines de l'espèce humaine.

Source : Sciences et Avenir du 19/02/2020

Une ancienne lignée humaine « fantôme » exhumée de l'ADN de populations africaines

Comme les Européens portent l'héritage génétique de l'Homme de Néandertal, quatre populations d'Afrique de l'Ouest, étudiées dans une nouvelle publication, conservent aussi des gènes archaïques. Sauf qu'il s'agit d'une ancienne espèce humaine inconnue.

L'Homo sapiens est apparu pour la première fois en Afrique il y a environ 300.000 ans. Plus tard, il a quitté son berceau pour explorer le monde. Sur sa route, il a croisé d'autres espèces humaines comme l’Homme de Néandertal en Europe ou l’Homme de Denisova en Asie. Aujourd'hui, les populations européennes gardent des traces de la rencontre entre Homo sapiens et Homo neanderthalensis dans leur génome. De l'autre côté de la planète, les populations d'Asie et d'Océanie portent dans leur gène l'héritage de l'Homme de Denisova.

Qu'en est-il pour les populations africaines ? Les contributions génétiques d'ancienne espèce humaine sont mal comprises. Une publication parue dans Science Advances a passé au crible le génome de quatre populations africaines et y a décelé les traces d'un hominidé archaïque. Problème, celui-ci est totalement inconnu.

Des traces d’une espèce humaine inconnue

Les scientifiques ont utilisé les séquences génétiques de 405 personnes déposées dans une base de données. Une analyse mêlant statistique et génétique a permis de déceler des traces d'ADN archaïques sans avoir à le comparer à un ADN de référence extrait d'un fossile.

Ainsi, leur analyse, réalisée au niveau nucléotidique (SNPs), a révélé que quatre populations d'Afrique de l'Ouest (les Yorubas et les Esan du Nigéria, les Mende de Sierra-Leone et les habitants de la province occidentale du Gabon) détiennent entre 2 et 19 % de leur ascendance génétique d'une population archaïque.

La présence des fragments d'ADN ancestraux pourrait être expliqué par un métissage génétique ancestral entre Homo sapiens et un autre membre de l'espèce humaine. Ce phénomène est appelé une « introgression » génétique et est visible dans le génome des populations modernes.

Source : Futura Planete du 17/02/2020

Que sont ces « ancêtres fantômes » de l’humanité découverts dans de l’ADN moderne ?

Il n'existe pas de fossiles pour attester de l'existence de ces ancêtres, seulement des traces génétiques dans des populations contemporaines de l'Afrique de l'Ouest. Pour les archéologues et les généticiens, c'est à tout à la fois un mystère et une piste très riche à creuser sur nos origines.

L’évolution de l’humanité est encore remplie de chaînons manquants. Les archéologues cherchent à retracer cette histoire à travers des méthodes toujours plus variées, en s’appuyant dorénavant davantage sur les sciences et technologies. En plus des fouilles de terrain, une grande part du travail repose par exemple sur la génétique. À partir de cette méthode, des chercheurs ont trouvé des traces « fantômes » d’un nouvel hominidé dont nous ne connaissons rien. Ce travail de recherche a été publié le 12 février 2020 dans Science Advances.

La trouvaille est survenue lorsque les chercheurs ont séquencé et analysé le génome des populations contemporaines d’Afrique de l’Ouest. Ils y ont découvert qu’un cinquième de ce patrimoine génétique, soit 2 à 19 %, provient d’un parent disparu jusqu’ici jamais enregistré. Cela signifie que, sans mettre au jour le moindre fossile, les scientifiques ont peut-être découvert une nouvelle branche de l’espèce humaine. Comment est-ce possible et que sait-on de ce potentiel ancêtre ?

Les deux généticiens à l’origine de cette découverte, Arun Durvasula et Sriram Sankararaman, pensent qu’il y a eu un croisement entre cette autre espèce d’hominidés et des ancêtres des Africains contemporains. Cette supposition provient d’une décennie entière de recherches sur les origines humaines en Afrique à travers le spectre des mélanges de populations — et donc les mélanges génétiques appelés « introgressions » — qui ont eu lieu il y a des milliers d’années.

Comparaison entre Neandertal et Sapiens

Le mélange génétique daterait d’il y a environ 43 000 ans

On sait avec certitude, depuis quelques années, qu’il y avait autrefois une pluralité d’espèces humaines sur Terre. Lorsque des individus de lignées différentes se rencontraient lors de migrations, ils s’accouplaient, ce qui a donné lieu à un métissage génétique dont il reste encore des traces en fonction des lieux de croisements. Ainsi, les populations actuelles issues de l’Eurasie portent 2 % du génome néandertalien, puisqu’Homo Sapiens a migré de l’Afrique vers l’Eurasie, où Néandertal avait déjà migré un peu avant, entraînant des rencontres. Les aborigènes australiens et les Polynésiens ont quant à eux une part de leur génome issu de l’Homme de Dénisova, qui n’était pas parti vers l’Ouest, en quittant l’Afrique, mais vers l’Est.

Les archéologues soupçonnent depuis longtemps que la diversité des espèces humaines, aux origines, en Afrique, était beaucoup plus grande que ce que l’on croit. Mais la manque de fossiles est - et reste - un obstacle pour percer à jour ces potentiels et lointains croisements. C’est donc là où les études génétiques sont précieuses.

Cette espèce est différente d’Homo Sapiens ou de Néandertal

Dans la recherche conduite par Arun Durvasula et Sriram Sankararaman, récemment publiée dans Science Advances, le morceau d’ADN trouvé ne colle pas avec Homo Sapiens, mais pas non plus avec Néandertal ni avec Dénisovien. À partir de la modélisation comparative du génome de cet ancêtre « fantôme », les deux généticiens estiment qu’il s’est séparé de notre ancêtre commun (celui dont provient aussi Homo Sapiens, Néandertal, Dénisovien), il y a environ 625 000 ans. Puis le mélange des espèces, permettant que l’on retrouve de l’ADN de ce fantôme dans des populations présentes, aurait ensuite eu lieu autour de 43 000 ans avant aujourd’hui. On a aucune idée de ses liens exacts avec Homo sapiens.

Cette mystérieuse espèce pourrait avoir été peuplée par 20 000 individus, ce qui explique potentiellement l’absence de traces sous forme de fossiles. Il reste cela dit encore possible d’en apprendre davantage sur cette lignée d’hominidés. Par exemple, en 2011, un crâne humanoïde vieux de 13 000 ans a été découvert : sa particularité est d’être hybride entre l’humain moderne et homo erectus. On ne sait toujours pas à quelle branche il appartient vraiment. Si l’on extrait l’ADN d’un tel fossile et qu’on le compare à la lignée fantôme récemment découverte, on peut potentiellement trouver des liens et des preuves physiques. L’enquête archéologique se poursuit donc.

Existe-t-il d’autres ancêtres fantômes de l’humanité ?

Ce n’est pas la première fois que l’on découvre potentiellement une lignée humaine inconnue par une voie exclusivement génétique. Début 2019, une intelligence artificielle avait mis au jour un « ancêtre humain inconnu » en étudiant de l’ADN eurasien. Ces récentes découvertes apportent de nouveaux éléments attestant d’une diversité évolutive bien plus riche que prévu en Afrique, ce qui rejoint la thèse de plus en plus admise qu’il n’existe pas un seul berceau de l’humanité, mais plusieurs. On est encore bien loin d’avoir pleinement retracé l’histoire de nos origines.

Source : Numerama du 17/02/2020

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Évolution : il manque une lignée à l'arbre généalogique humain !

Grâce à l'ADN de quatre enfants enterrés il y a 8.000 et 3.000 ans au Cameroun, une équipe de chercheurs a pu retracer une partie de l'arbre généalogique humain. En éclairant l'humanité sur son passé, cette découverte met également en lumière les cases vides. Une lignée entière d'ancêtres d'Homo sapiens sapiens serait encore inconnue.

Si l'on a l'oreille attentive, l'ADN raconte des histoires. Ainsi, en s'asseyant au chevet du plus vieil ADN africain jamais découvert, une équipe de chercheurs internationale a pu l'écouter éclairer l'Histoire humaine. Ils ont retracé cet échange dans une étude parue dans Nature.

Leur interlocuteur, l'ADN de deux enfants enterrés il y a 8.000 ans et de deux autres enfants enterrés il y a 3.000 ans, a été retrouvé à Shum Laka, une grotte située au Cameroun. Elle est considérée comme emblématique de l'âge de la pierre au métal, une période qui a donné naissance à la métallurgie et à l'agriculture durant l'âge du fer.

D'après leur matériel génétique, les quatre enfants étaient proches des chasseurs-cueilleurs d'Afrique centrale. Ce résultat d'apparence anecdotique est pourtant inattendu.

Un tiers des Africains est lié par les langues bantoues

La grotte Shum Laka se trouve dans la région des prairies du Cameroun, qui a longtemps été identifiée comme le berceau probable des langues bantoues. Cet ensemble d'au moins 400 langues est parlé par plus d'un tiers des Africains d'aujourd'hui. « Le consensus stipule que le groupe des langues bantoues est originaire d'Afrique du centre-ouest, avant de se propager dans la moitié sud du continent après environ 4.000 ans », explique Mary Prendergast, professeur d'anthropologie et codirectrice de l'étude.

Or, les quatre enfants étudiés révèlent une ascendance très différente de la plupart des locuteurs bantous contemporains. Leur proximité génétique insoupçonnée avec les chasseurs-cueilleurs d'Afrique centrale « suggère que les locuteurs bantous d'aujourd'hui ne descendent pas de la population à laquelle appartenaient les enfants Shum Laka », conclut Mark Lipson, généticien de la Harvard Medical School et auteur de l'étude.

Dès lors, ce résultat « indique une population jusque-là inconnue qui ne fournissait que de petites proportions d'ADN aux groupes africains actuels », suggère Mark Lipson.

Au moins quatre lignées humaines ont contribué à l'humain actuel

Bien que formidable, les chercheurs ne se sont pas contentés de cette information. En combinant les données recueillies à l'ADN d'anciens chasseurs-cueilleurs d'Afrique orientale et australe, ainsi qu'à l'ADN de nombreux groupes Africains d'aujourd'hui, ils ont pu construire un modèle des lignées divergentes au sein du passé humain.

Celui-ci montre l'existence d'au moins quatre lignées humaines majeures, ayant profondément contribué à la génétique des humains actuels. Elles auraient divergé les unes des autres il y a 250.000 à 200.000 ans.

Les chercheurs ont mis en évidence deux ensembles de quatre lignées divergentes au sein de l'arbre généalogique humain. Les premières quatre branches se situent entre 250.000 et 200.000 ans, tandis que les quatre autres ont divergé vers 80.000-60.000 ans. Cette seconde période de divergence a conduit aux humains non-africains.

Ces résultats ont permis aux chercheurs de confirmer qu'une des quatre branches est la « population fantôme », auparavant inconnue, qui a contribué à une petite quantité d'ascendance à l'ouest et à l'est de l'Afrique. Ils ont également pu retracer l'arbre généalogique des enfants de Shum Laka. La population fantôme composerait deux tiers de leurs ancêtres, tandis que les chasseurs-cueilleurs d'Afrique centrale comblerait le dernier tiers.

Leur découverte s'ajoute à un consensus croissant. En effet, les origines humaines en Afrique auraient impliqué des populations profondément différentes et géographiquement séparées. Puisque l'amour n'a pas de frontières, et la reproduction non plus.

Source : Futura Science du 28/01/2020

L’ADN d’un mystérieux peuple inconnu découvert au Cameroun

L’ADN de quatre enfants préhistoriques, découverts dans l’ouest du Cameroun, met en lumière les traces génétiques de populations humaines disparues. Cette mystérieuse lignée « fantôme » pourrait réécrire l’histoire de l’évolution de l’homme.

En plongeant dans l’ADN africain le plus ancien jamais collecté, des scientifiques ont découvert une mystérieuse lignée « fantôme » d’humains dont l’identité reste encore inconnue. C’est sur le site archéologique de Shum Laka, au Cameroun, que les scientifiques ont fait cette découverte extraordinaire. Elle a été rapportée dans la revue scientifique Nature.

Berceau de l’Homo sapiens

Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs de la Harvard Medical School, la faculté de médecine de Harvard, à Boston (États-Unis), a séquencé l’ADN de quatre enfants, enterrés en deux phases il y a 8 000 et 3 000 ans, à Shum Laka. Ce site archéologique iconique est situé dans des grottes de la région des Prairies au Cameroun, près de Bamenda. Il est connu pour être le berceau de l’histoire de notre espèce, Homo sapiens. Il a également la particularité d’abriter la plus grande diversité génétique humaine au monde.

« L’ADN ancien qui s’y trouve est le premier à être découvert dans le centre-ouest de l’Afrique et l’un des plus anciens jamais récupérés d’un milieu tropical africain », confirme un communiqué publié sur le site internet de l’Université de Montréal.

« Notre analyse indique l’existence d’au moins quatre grandes lignées humaines profondes qui ont contribué à la vie des gens d’aujourd’hui, et qui ont divergé les unes des autres il y a environ 250 000 à 200 000 ans », insiste David Reich, l’auteur principal de l’étude de la Harvard Medical School, dans ce même communiqué.

Le site de Shum Laka, au Cameroun, pourrait révéler de nouveaux secrets sur l’histoire de l’évolution de l’homme.

Ces quatre lignées humaines comprennent les chasseurs-cueilleurs actuels d’Afrique centrale, les chasseurs-cueilleurs d’Afrique australe, tous les autres humains modernes et – plus intrigant encore – une population « fantôme », inconnue jusque-là, d’autres humains modernes. Bien que l’identité de cette dernière lignée reste un mystère, les anciens individus ayant déjà été découverts à Shum Laka en sont pour les deux tiers d’entre eux issus, tandis que le reste de leur ascendance provient d’une lignée liée aux chasseurs-cueilleurs actuels d’Afrique centrale.

Extrêmement rares

« Shum Laka est un point de référence pour comprendre l’histoire séculaire du centre-ouest de l’Afrique », souligne Isabelle Ribot sur le site internet de l’Université de Montréal. Cette anthropologue a fouillé les sépultures de 18 personnes (principalement des enfants) enterrées en deux phases il y a environ 8 000 et 3 000 ans. Les squelettes humains d’avant l’âge de fer sont ici extrêmement rares. Les environnements tropicaux et les sols acides ne sont pas favorables à la préservation des os. C’est pourquoi les résultats de l’étude sont vraiment « exceptionnels ».

Les scientifiques de la Harvard Medical School ont échantillonné les os pétreux (oreille interne) de six individus enterrés à Shum Laka. Quatre de ces échantillons ont produit de l’ADN ancien et ont été datés directement au Pennsylvania State University Radiocarbon Laboratory. La conservation moléculaire a permis de faire l’analyse du génome entier de l’ADN ancien.

Un passé marqué par les mouvements de populations

Et les chercheurs ont constaté qu’aucun des individus échantillonnés à Shum Laka n’est étroitement lié à la plupart des locuteurs actuels du bantou, le groupe de langues africaines le plus répandu. Ils faisaient plutôt partie d’une population distincte qui a vécu dans la région il y a plus de cinq millénaires et qui a ensuite été remplacée par des groupes très différents dont les descendants constituent la majorité des Camerounais d’aujourd’hui.

« Ces résultats soulignent à quel point le paysage humain en Afrique, il y a quelques milliers d’années seulement, était profondément différent de ce qu’il est de nos jours, souligne David Reich. Ils mettent en évidence le pouvoir de l’ADN ancien de lever le voile sur un passé humain qui a été masqué par les récents mouvements de populations. »

Source : OuestFrance du 28/01/2020

Des fantômes tapis dans notre ADN

L’intelligence artificielle débusque de nouvelles branches dans l’arbre généalogique des humains : des espèces fantômes.

Lorsque les humains modernes (Homo sapiens) ont pour la première fois migré hors d’Afrique, il y a environ 70 000 ans, au moins deux espèces apparentées, et aujourd’hui éteintes, les attendaient déjà sur le continent eurasien : des Néandertaliens et des Dénisoviens. Ces humains archaïques se sont métissés avec les premiers hommes modernes fraîchement débarqués, laissant derrière eux des fragments de leur ADN dans le génome de populations non africaines (celles restées sur leur continent d’origine n’ont pas eu l’occasion de telles rencontres). L’histoire pourrait en rester, finalement, assez simple. Il n’en est rien.

De nombreux indices pointent vers une histoire encore plus colorée et complexe. Par exemple, en 2018, l’équipe de Svante Pääbo, de l’institut Max-Planck pour l’anthropologie évolutive, à Leipzig, en Allemagne, annonçait la découverte d’un fragment osseux mis au jour dans une grotte sibérienne, qui avait appartenu à la fille d’une mère néandertalienne et d’un père dénisovien. C’était la première preuve fossile d’un métissage humain de première génération n’impliquant pas Homo sapiens.

Des unions indétectables

Malheureusement, de tels fossiles sont très rares (nous n’avons découvert les Dénisoviens qu’à partir de l’ADN d’un simple fragment de phalange). De nombreux autres couples ancestraux auraient facilement pu se former, impliquant y compris des groupes déjà hybrides issus de croisements plus anciens. Mais ces unions seraient quasiment indétectables sur la base de preuves fossiles, le registre étant très lacunaire. Des indices les trahissant ne seraient laissés que dans l’ADN de certains individus, et, quand bien même, ils seraient plus ténus encore que les fragments d’ADN laissés par les Néandertaliens et les Dénisoviens dans notre génome. Des modèles statistiques aident les chercheurs à repérer ces populations sans données fossiles. Ainsi, en 2013, la même équipe de Leipzig a identifié des motifs de variation génétique chez des humains modernes et anciens pointant vers une population humaine inconnue s’étant reproduite avec les Dénisoviens (ou leurs ancêtres). Toutefois, selon plusieurs experts, ces méthodes négligent inévitablement beaucoup d’épisodes de cette nature.

Qui d’autre a contribué aux génomes humains d’aujourd’hui ? À quoi ressemblaient ces « populations fantômes » ? Où vivaient-elles et à quelle fréquence interagissaient-elles et se reproduisaient-elles avec d’autres espèces humaines ? En 2019, Oscar Lao, de l’institut des sciences et des techniques de Barcelone, en Espagne, et ses collègues ont montré le potentiel de certaines techniques d’apprentissage profond (deep learning) pour apporter des éléments de réponse. Et même, révéler des événements que personne n’aurait pu imaginer. De fait, ils ont mis en évidence une autre population fantôme : un ancêtre humain inconnu en Eurasie, probablement un hybride Néandertalien-Dénisovien ou un proche de la lignée dénisovienne.

Ces résultats confirment l’utilité de l’intelligence artificielle en paléontologie, non seulement pour identifier des populations fantômes jusqu’alors inconnues, mais aussi pour mettre au jour les étapes évolutives qui nous ont façonnés en tant qu’espèce.

La chasse aux signes subtils

Les méthodes statistiques actuelles consistent à comparer simultanément quatre génomes. C’est un test de similitude, mais pas nécessairement d’ascendance, car il existe de nombreuses façons d’interpréter les petits mélanges génétiques qu’il met en lumière. Par exemple, de telles analyses peuvent suggérer qu’un Européen moderne, à l’inverse d’un Africain actuel, partage certains caractères génétiques avec les Néandertaliens. Cela ne signifie pas pour autant que ces gènes sont issus d’un métissage entre les Néandertaliens et les ancêtres des Européens. Ces derniers pourraient s’être hybridés avec une autre population, de parenté proche de l’homme de Néandertal, mais pas avec les Néandertaliens eux-mêmes.

Nous n’avons pour l’heure aucune certitude, car en l’absence de preuves physiques indiquant quand, où et comment ces anciennes sources hypothétiques de variation génétique pourraient avoir vécu, il est difficile de déterminer laquelle de ces nombreuses ascendances supposées est la plus probable. Cette technique « est puissante par sa simplicité, mais elle laisse beaucoup de flou dans notre compréhension de l’évolution », explique John Hawks, paléoanthropologue de l’université du Wisconsin, à Madison, aux États-Unis.

"L’intelligence artificielle a conclu qu’un groupe humain jusqu’alors inconnu avait contribué à l’évolution des peuples asiatiques"

La nouvelle méthode d’apprentissage profond vise à faire mieux, en cherchant à expliquer des flux génétiques trop faibles pour les approches statistiques classiques. Par entraînement, le réseau de neurones artificiels peut apprendre à classer différents modèles de données génomiques selon leurs histoires démographiques, sans qu’il soit nécessaire de lui inculquer comment établir ces liens.

Cet usage de l’apprentissage profond peut mettre au jour des fantômes dont nous ne suspections pas même l’existence. Il n’y a aucune raison de penser que les Néandertaliens, Dénisoviens et hommes modernes étaient les trois seules populations en jeu. Selon John Hawks, il pourrait bien y en avoir eu des dizaines.

Jason Lewis, anthropologue à l’université de Stony Brook, à New York, est du même avis. « Notre imagination a été limitée par l’attention que nous portons aux individus vivants et aux fossiles que nous avons trouvés en Europe, en Afrique et en Asie, estime-t-il. Avec les techniques d’apprentissage profond, nos recherches ne sont plus restreintes par notre imagination. »

L’apprentissage profond semble au premier abord inapproprié pour résoudre les problèmes des paléontologues, car il nécessite d’ordinaire d’énormes quantités de données d’entraînement. Prenons l’une des applications les plus connues, comme un classeur d’images. Lorsque les experts élaborent un système dédié à l’identification d’images de chats, ils l’entraînent avec des milliers d’images. Et l’efficacité est tout de suite vérifiable, car tout le monde sait à quoi ressemble un chat.

Toutefois, le manque de données anthropologiques et paléontologiques pertinentes oblige les chercheurs à faire preuve d’inventivité et à créer leurs propres données. « Nous avons un peu triché, admet Oscar Lao. Nous pouvions utiliser une quantité infinie de données pour entraîner le système d’apprentissage, parce que nous utilisions des simulations. »

Les chercheurs ont imaginé des dizaines de milliers d’histoires évolutives, reposant sur des combinaisons différentes de détails démographiques : le nombre de populations d’humains ancestraux, leur taille, les dates de divergence, leur taux de métissage… À partir de ces histoires simulées, ils ont généré les nombreux génomes des individus modernes qui pourraient en résulter, ces génomes ayant nourri leur algorithme d’apprentissage. De la sorte, le programme a appris quels modèles évolutifs sont les plus susceptibles de produire des génomes virtuels.

L’équipe a ensuite laissé le champ libre à l’intelligence artificielle pour qu’elle identifie les histoires correspondant le plus aux véritables données génomiques. Finalement, le système a conclu qu’un groupe humain jusqu’alors inconnu avait contribué à l’évolution des peuples asiatiques. Ces humains constituaient soit une population distincte résultant du métissage des Dénisoviens et des Néandertaliens il y a 300 000 ans, soit un groupe descendant de la lignée dénisovienne peu de temps après cette époque.

Ce n’est pas la première fois que l’apprentissage profond est utilisé pour élucider des questions liées à l’évolution. En 2016, un groupe de recherche, dirigé par Andrew Kern de l’université de l’Oregon, aux États-Unis, a utilisé une approche basée sur des simulations et des techniques d’apprentissage profond pour différencier plusieurs modèles d’évolution des espèces, comme les humains. Ils ont découvert que la plupart des adaptations favorisées par l’évolution ne reposent pas sur l’émergence de nouvelles mutations bénéfiques, mais plutôt sur l’expansion de variants génétiques préexistants.

Un nouvel outil entre espoir et engouement

Bien entendu, cette méthode appelle à la prudence. En effet, si l’histoire évolutive humaine ne ressemble pas aux modèles simulés par lesquels ces systèmes d’apprentissage profond sont entraînés, les résultats produits seront incorrects. Ce problème, Andrew Kern et d’autres tentent de le surmonter.

« Je pense que les applications de l’intelligence artificielle en génomiques sont survendues, concède Joshua Akey, chercheur en écologie et biologie évolutive à l’université de Princeton, aux États-Unis. L’apprentissage profond est un nouvel outil formidable, mais il s’agit simplement d’une autre méthode, et elle ne va pas résoudre tous les problèmes ni nous révéler tout ce que nous souhaitons savoir sur l’évolution humaine. » D’ailleurs, le même Joshua Akey a utilisé d’autres méthodes pour repérer les fantômes de notre passé .

"L’apprentissage profond va donner une impulsion nouvelle à la génétique des populations"

Certains experts sont encore plus sceptiques. Toutefois, d’autres paléontologues et généticiens y voient un progrès, une technique utile pour des prédictions quant aux futures découvertes de fossiles et aux variations génétiques qui devraient avoir existé au sein des populations humaines il y a des milliers d’années. « Je pense que l’apprentissage profond va donner une impulsion nouvelle au domaine de la génétique des populations », estime Oscar Lao.

Il pourrait en être de même pour d’autres domaines pour lesquels nous avons des données, mais pas d’idées sur les processus qui les ont produits. En 2016, des physiciens ont eux aussi développé un système d’intelligence artificielle pour filtrer les quantités astronomiques de données produites par le LHC. La recherche en géologie et les méthodes de prédiction des séismes commencent également à bénéficier de ces approches d’apprentissage profond.

Pour Nick Patterson, de l’institut de technologie du Massachusetts, et à l’université Harvard, à Cambridge, aux États-Unis, « nous ne savons pas vraiment où cela nous mènera, nous verrons bien. Mais il est toujours bon de voir naître de nouvelles méthodes. Nous utiliserons toutes les approches disponibles si elles semblent pertinentes. »

Depuis l’avènement de la paléogénétique, on a mis en évidence les traces de nombreux métissages entre espèces du genre Homo. La plupart sont connues (Néandertal, Denisova…), mais quelques fois, on découvre des espèces avec qui nos ancêtres se sont reproduits et dont on n’a jamais entendu parler par ailleurs, aucune trace fossile : ce sont des fantômes.

Le premier a été repéré par David Reich, de l’université Harvard, aux États-Unis. L’analyse du génome de 44 individus ayant vécu au Moyen-Orient entre 3 400 et 14 000 ans a révélé les traces d’un ancien groupe d’humains installés dans la région depuis plus de 45 000 ans. On ne sait rien de ces « Eurasiens basiques » ! L’hypothèse la plus probable est qu’au sortir de l’Afrique, un groupe d’Homo sapiens s’est rapidement retrouvé isolé, tandis que les autres ont rencontré les Néandertaliens avec qui ils se sont reproduits.

Un autre fantôme a été découvert en Afrique par Joshua Akey, de l’université de Princeton, et Sarah Tishkoff, de l’université de Pennsylvanie. Ils ont étudié le génome d’Africains modernes appartenant à deux groupes ancestraux, d’une part, les Bakas du Cameroun et, d’autre part, les Hadzas et les Sandawes de Tanzanie. Tous sont des chasseurs-cueilleurs. Les analyses ont révélé des fragments d’ADN qui semblent provenir d’une autre espèce d’hominidés inconnue. Cet ADN étant absent du génome des Eurasiens, on suppose que le métissage a eu lieu après la sortie d’Afrique d’Homo sapiens, probablement au cours des 30 000 dernières années. Ainsi, au moins une autre espèce d’hominidés vivait à nos côtés en Afrique ! Et peut-être même plus selon Joshua Akey. Ce dernier interprète ses résultats ainsi : « Il y a 700 000 ans, un groupe s’est séparé de la lignée qui allait donner l’homme moderne pour devenir, après migration hors d’Afrique les Néandertaliens que l’on connaît. Mais parmi les populations restées sur le continent, une autre séparation a eu lieu, conduisant à l’apparition d’une sorte de “Néandertalien africain” ». Qui était-il ? Les candidats sont nombreux : Homo naledi ? Homo heidelbergensis ? Une sous-population d’Homo sapiens isolée suffisamment longtemps pour se démarquer génétiquement ?

La réponse ne pourra venir que du séquençage de l’ADN de fossiles africains. Joshua Akey a montré en 2018 que les Dénisoviens auraient également une espèce fantôme en leur sein. Quoi qu’il en soit, toutes ces études, même si leurs résultats doivent être précisés, confirment une chose. Notre arbre généalogique n’est pas une simple suite de bifurcations. Au contraire, de nombreuses passerelles relient les branches . La séparation en groupes, en sous-populations, qui évoluent indépendamment les unes des autres, puis se retrouvent, parfois plusieurs centaines de milliers d’années après, et se métissent semble avoir été la règle par le passé. Nous sommes le fruit d’un important brassage incluant des amours avec des fantômes !

Source : Pour la Science du 08/10/2019

Des traces de mystère d'anciens humains trouvés cachés dans nos génomes

Les humains préhistoriques étaient des aventuriers sexuels, s'accouplant avec des Néandertaliens et des Denisoviens, mais des études d'ADN révèlent des alliances avec des populations dont nous ignorions l'existence.

Nous en apprenons sur nos ancêtres de plusieurs manières. Les os nous disent à quoi ils ressemblaient. Les dents révèlent leur alimentation. Les outils, les pots, l'art et d'autres artefacts contiennent des histoires sur leur culture. Puis, il y a dix ans, le premier génome ancien a été séquencé, ouvrant une toute nouvelle fenêtre sur notre passé - une fenêtre qui promettait des informations plus intimes.

La percée a révélé que les Néandertaliens étaient très à l'aise avec les humains. Depuis lors, les généticiens sondent de plus en plus de fossiles à la recherche de preuves d'alliances inter-espèces passées. Les études n'ont pas déçu. Mais dans une tournure intrigante, ils ont commencé à déclencher quelque chose d'inattendu: cachés à l'intérieur des génomes se trouvent des signes d'ancêtres dont nous ignorions l'existence. Les généticiens les appellent des «fantômes».

Nous n'avons aucune trace physique de ces anciens hominins - pas d'os, pas d'outils, pas de vestiges archéologiques. Pourtant, le code génétique qu'ils ont laissé dans les fossiles d'autres hominidés, et chez les humains vivants aussi, offre des informations profondes et sans précédent sur la façon dont notre espèce est née et à quoi ressemblait le monde à l'époque.

L'idée que chacune de nos cellules pourrait contenir des fragments de code génétique d'espèces éteintes existe depuis plus d'une décennie. Puis, en 2008, Svante Pääbo et son équipe de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig, en Allemagne, ont réussi le coup de maître consistant à taquiner l'ADN d'os de Néandertal millénaires en quantités suffisamment importantes pour être séquencées. Cela a fourni un moyen évident de savoir si Homo sapiens s'était reproduit avec des Néandertaliens ( Homo neanderthalensis ): vous pouvez simplement rechercher dans les génomes de personnes vivantes des séquences d'ADN avec des modèles de mutations distinctement néandertaliens. Ces études comparatives ont révélé que les premiers humains s'étaient en effet accouplés avec des Néandertaliens, et pas une seule fois. Selon les estimations actuelles, les génomes de tout le monde sauf les Africains sontentre 2 et 4 pour cent de Néandertal.

Des alliances inattendues

Il y avait ici deux espèces clairement distinctes, séparées par jusqu'à 700 000 ans d'évolution, mais les restes de leurs penchants sexuels sont capturés dans l'ADN de la majorité des personnes vivant aujourd'hui. De plus, il est vite apparu que nos ancêtres ne s'entendaient pas seulement avec les Néandertaliens.

Au moment où Pääbo terminait le séquençage du génome de Néandertal, une parcelle atterrit sur son bureau. Il contenait un minuscule fragment d'un os de doigt des montagnes de l'Altaï en Sibérie. La pièce avait entre 30 000 et 50 000 ans et on pensait qu'elle provenait d'un autre Néandertalien. Son équipe allait avoir une grosse surprise. L'analyse ADN a révélé un groupe entièrement nouveau d'humains archaïques, maintenant surnommé les Denisovans , qui s'est séparé d'un ancêtre commun avec les Néandertaliens il y a environ 500 000 ans.

Une fois de plus, des comparaisons avec les génomes humains modernes ont montré que les deux se croisaient. Des études génétiques révèlent que cela s'est produit en Eurasie. Ils montrent également que les Denisoviens vont de la Sibérie à l'Asie du Sud-Est et qu'au moins un de leurs gènes aide les Tibétains modernes à vivre en haute altitude . L'idée que nos ancêtres s'hybridaient avec d'autres hominins a été rejetée une fois. Maintenant, il commençait à avoir l'air de s'accoupler avec quelque chose de vaguement humain.

Les Denisoviens sont presque des fantômes: nous avons cet os de doigt et quelques molaires comme témoignage physique de leur existence, mais pas plus. Puis en 2016, un véritable fantôme a émergé des génomes de 44 individus qui vivaient au Moyen-Orient il y a entre 14000 et 3400 ans. Leur ADN contenait des marqueurs génétiques indiquant un groupe distinct d'anciens H. sapiens basés dans la région il y a plus de 45 000 ans. Les membres de cette population sont maintenant connus sous le nom d'Eurasiens basaux, et ils présentent une énigme. Leur ADN, qui se trouve encore chez les Européens modernes, ne montre aucun des signes révélateurs d'un croisement avec des Néandertaliens. Cela a été une surprise car les humains ancestraux se sont accouplés avec les Néandertaliens très peu de temps après avoir quitté l'Afrique il y a 60000 ans dans le cadre de la migration qui devait donner naissance à toutes les personnes d'origine non africaine en vie aujourd'hui.

L'explication la plus probable est que peu de temps après cette migration, un groupe d'humains s'est isolé tandis que les autres se sont cognés et se sont accouplés avec des Néandertaliens. «Si vous voulez, c'est une troisième branche», déclare Chris Stringer du Natural History Museum de Londres - une branche qui est distincte des humains qui étaient restés en Afrique et de ceux qui se répandaient progressivement en Eurasie, en Australie et finalement en les Amériques. Puisqu'il n'y a pas de fossiles connus appartenant aux Eurasiens basaux, il est impossible - pour l'instant - de dire pourquoi ils ont été isolés. Peut-être était-ce simplement là où ils se sont installés, loin des autres groupes. Ou peut-être ont-ils développé des différences culturelles. Quoi qu'il en soit, ces fantômes ne se sont pas mélangés avec le reste de l'humanité pendant des millénaires - assez longtemps pour faire évoluer des marqueurs génétiques distincts.

La recherche basale eurasienne a montré que de riches aperçus de l'histoire humaine peuvent être glanés à partir de l'ADN seul. Mais, comme les études de Néandertal et de Denisovan, elle s'est appuyée sur l'obtention d'ADN à partir de fossiles, ce qui reste un énorme défi. L'ADN se dégrade avec le temps, il faut donc des fossiles spéciaux et des compétences spéciales pour l'extraire de très vieux os, en particulier ceux qui ont passé des milliers d'années enterrés dans des climats chauds. Cependant, au milieu des années 2000, les généticiens discutaient déjà d'une autre approche. Entre autres, Jeffrey Wall, maintenant à l'Université de Californie, Los Angeles, et Vincent Plagnol, maintenant à l'University College de Londres, ont suggéré qu'il pourrait être possible de repérer des signes de populations éteintes dans l'ADN des humains modernes, simplement en utilisant des statistiques intelligentes.

L'idée générale est que tout ADN est sujet à des mutations aléatoires qui s'accumulent au fil des millénaires et se transmettent de génération en génération. En examinant les modèles de mutation dans les populations modernes, il est possible de repérer des segments qui ne correspondent pas au modèle habituel de H. sapiens . Ceux-ci sont présumés provenir de populations qui ont évolué séparément de notre propre espèce pendant des milliers d'années avant de s'accoupler avec les humains. La modélisation statistique peut alors produire des estimations du moment où les deux groupes se sont accouplés et de la différence entre l'autre population et nos ancêtres.

Ces dernières années ont vu plusieurs tentatives de raffiner ces méthodes et de les appliquer à l'Afrique - le berceau de notre espèce et le cadre d'une tranche de notre histoire que nous connaissons très peu. Cette nouvelle recherche a révélé la présence d'au moins un ancien fantôme sur le continent.

Néandertaliens africains ?

Josh Akey de l'Université de Washington à Seattle, Sarah Tishkoff de l'Université de Pennsylvanie et d'autres ont passé des années à séquencer et analyser les génomes des Africains modernes qui appartiennent à des groupes aux racines ancestrales profondes, y compris les chasseurs-cueilleurs Baka du Cameroun, et le Hadza et Sandawe de Tanzanie. Au sein de ces génomes, ils ont trouvé des segments d' ADN qui semblent provenir d'une autre espèce d'hominidés . Parce que cet ADN ne se trouve que chez les descendants des peuples africains - et non chez les Eurasiens - l'espèce fantôme doit s'être croisée avec H. sapiens après la migration hors de l'Afrique il y a 60 000 ans. En fait, d'après les calculs de l'équipe, cela s'est probablement produit au cours des 30000 dernières années.. Si c'est vrai, c'est énorme. Cela signifie que jusqu'à très récemment, il y avait au moins une autre espèce d'hominidés vivant à nos côtés en Afrique. Selon Akey, des preuves bientôt publiées suggèrent qu'il pourrait y en avoir eu plus d'un.

Les fantômes africains apparaissent comme évolutifs distincts des humains modernes comme le sont les Néandertaliens et les Denisoviens. «Cela signifie qu'ils sont probablement issus de la même population africaine à laquelle les Néandertaliens font leur ascendance», explique Akey. «Donc, l'idée est qu'il y a 700 000 ans, il y a une population en Afrique qui se sépare de la lignée humaine moderne, sort de l'Afrique et devient ce que nous reconnaissons comme néandertalien. En même temps, il y a une autre scission en Afrique qui devient un peu comme un Néandertalien africain.

Qui étaient ces «Néandertaliens africains» est un mystère. Un indice pourrait provenir d'un fossile sur lequel Stringer a travaillé pour son doctorat dans les années 1970: le crâne d'Iwo Eleru du Nigéria. À environ 13000 ans, cet individu était vivant à peine un millénaire environ avant que certains humains ne commencent à cultiver, mais il présente un étrange mélange de caractéristiques modernes et primitives. Récemment, Stringer et Katarina Harvati de l'Université de Tübingen en Allemagne ont fait une nouvelle analyse du crâne . Cela a confirmé qu'il est très étrange pour son âge. «Il ressemble en fait aux premiers sapiens des fossiles plutôt que des derniers, et cela ne ressemble certainement pas à des Africains récents », dit Stringer. «Nous avons suggéré que cela pourrait être un exemple d'un Africain dont la population avait reçu cette introgression archaïque.» En d'autres termes, il pourrait s'agir d'un humain dont les ancêtres se sont accouplés avec un fantôme africain.

Pour l'instant, aucun ancien hominidé africain n'a eu son génome séquencé, il est donc possible que des restes physiques de ce fantôme aient déjà été déterrés. Un candidat est Homo naledi , une espèce découverte en 2013 au fond d'un système de grottes étroites en Afrique du Sud. Les fossiles ont environ 250 000 ans , mais personne ne sait combien de temps l'espèce a survécu. Si pressé, cependant, Stringer mettrait son argent sur un autre suspect. «Je parie que Homo heidelbergensis est l'introgresseur», dit-il. Des preuves récentes non publiées suggèrent que cette espèce existait encore il y a moins de 300 000 ans, lorsque les humains étaient déjà apparus. Alternativement, les fantômes peuvent avoir été une sous-population de H. sapiens qui, comme les eurasiens basaux, a été isolé des autres populations assez longtemps pour que l'ADN de ses membres acquière différents marqueurs. «Il se pourrait qu'il y a 100 000 ans ou plus, il existe différentes populations d'humains anatomiquement modernes dans différentes parties de l'Afrique», explique Tishkoff. «Et peut-être qu'à un moment donné, ils se mélangent les uns aux autres et peut-être que certaines populations se sont éteintes.»

Tishkoff pense qu'il serait surprenant que nos ancêtres ne s'accouplent pas avec d'autres anciens hominins d'Afrique. Cependant, elle prévient que les preuves des fantômes africains sont encore provisoires: parce que nous en savons si peu sur l'histoire de la population de l'Afrique, elle et ses collègues ont dû faire de nombreuses hypothèses pour interpréter leurs données. «Cela ne veut pas dire que [l'hybridation] n'a pas eu lieu en Afrique», dit Tishkoff. «Cela s'est probablement produit. C'est vraiment difficile à prouver. Le clincher viendra quand quelqu'un sera capable de séquencer l'ADN extrait d'un fossile africain et de le comparer avec les fragments d'ADN fantôme trouvés chez les Africains modernes. C'est un défi, mais étant donné les progrès du séquençage de l'ADN ancien au cours de la dernière décennie, ce n'est probablement qu'une question de temps avant que quelqu'un ne le rencontre.

«Il se peut que quelques espèces d'hominidés vivent récemment avec nous en Afrique»

«La génétique en général change la façon dont nous comprenons notre espèce», déclare Tomas Marques-Bonet de l'Université Pompeu Fabra en Espagne. «Pour moi, tout commence avec les Denisoviens: la première fois que nous avons enlevé l'ADN d'un doigt et que nous n'avons trouvé ni humain ni néandertalien - quelque chose pour lequel nous n'avons pas de visage et très peu d'autres informations - c'était la première fois que la génétique éclairait quelque chose qui avait totalement échappé paléontologie."

Il s'avère maintenant que les Denisoviens avaient leurs propres fantômes . Les personnes vivant aujourd'hui en Océanie et en Asie de l'Est et du Sud-Est ont hérité d'environ 5% de leur ADN des Denisoviens. En examinant de plus près ces séquences génétiques, l'équipe d'Akey a constaté qu'elles ne se rapportent pas toutes au génome original des os des doigts de la même manière. En fait, le groupe a trouvé des signes de deux populations de Denisovan distinctes sur le plan de l'évolution. «C'était vraiment inattendu», dit-il. « Il y a en fait une autre lignée fantôme, Denisovan.

Ce que toutes ces études soulignent, c'est que c'était la règle, plutôt que l'exception, pour les populations d'hominidés de se diviser pendant des milliers, voire des centaines de milliers d'années, puis de se revoir et de s'accoupler. Les arbres évolutionnaires nets et bifurquants doivent être abandonnés. «Prenez un stylo sur un morceau de papier et commencez à faire des lignes ondulées», dit Akey. «C'est l'histoire humaine.» À un niveau plus élémentaire, cela amène également de nombreuses personnes sur le terrain à cesser d'utiliser les termes espèces et sous-espèces pour désigner différents hominins, préférant plutôt parler de groupes ou de populations. Après tout, les individus appartenant à différentes espèces - comme H. sapiens et H. neanderthalensis - ne sont pas censés être en mesure de produire une progéniture viable.

Les fantômes et les quasi-fantômes font du monde antique un endroit beaucoup moins solitaire. «Si nous regardons autour du monde aujourd'hui, nous sommes vraiment le seul match d'hominin en ville», déclare Akey. «Les gens supposent que cela a toujours dû être ainsi. En fait, le monde était un endroit beaucoup plus intéressant il n'y a pas si longtemps.

Source : NewScientist du 10/10/2018

Les Européens se découvrent un troisième ancêtre

Jusqu'ici, on avait une idée assez simple de l'évolution de l'Homme moderne en Europe. Il était arrivé en deux vagues : la première, voici environ 45000 ans. Venus d'Afrique, ces chasseurs-cueilleurs ont coexisté avec une autre espèce, l'Homme de Néandertal jusqu'à l'extinction de celui-ci, tout en se croisant avec lui de manière épisodique : l'ADN de l'ensemble des humains hors Afrique contiendrait en effet 2% de gènes Néandertaliens.

La seconde vague, toujours bien connue jusqu'ici, c'est celle des premiers agriculteurs. Ceux-ci sont venus du Moyen-Orient, il y a à peu près 8 à 9000 ans. Ces porteurs de nouvelles technologies se sont donc installés sur les terrains de chasse de leurs prédécesseurs, se mélangeant avec eux, formant ainsi ce que l'on pensait être l'origine des humains d'Europe.

C'était compter sans les analyses d'ADN, de plus en plus précises. Aujourd'hui, une étude réalisée par une équipe internationale emmenée par Iosif Lazardis, du département de génétique de l'école de médecine de Harvard (USA), est publiée dans la revue Nature. Elle révèle qu'une troisième vague de migration, les Eurasiens du nord, s'est ajoutée aux deux précédentes. Et ce n'est pas tout : cette ethnie aurait également apporté sa contribution au patrimoine génétique des tribus qui ont traversé le détroit de Bering pour rejoindre le continent américain, voici 15000 ans, et dont les descendants sont aujourd'hui les Indiens d'Amérique.

L'étude a pu détecter une "transition génétique abrupte entre les chasseurs-cueilleurs et les agriculteurs, reflétant un mouvement migratoire majeur en Europe, en provenance du Moyen-Orient", explique David Reich, professeur de génétique à l'école de médecine de Harvard et l'un des co-auteurs de l'étude. En revanche, l'ADN nord-eurasien n'était présent chez aucun d'entre eux, ce qui laisse penser que ces peuplades sont arrivées dans la région plus tard.

Des traces de Nord-Eurasiens... en Sibérie

Concernant les humains actuels, "pratiquement tous les Européens ont des ancêtres dans les trois groupes", explique l'étude. La différence est dans les proportions. Les actuels Européens du nord ont davantage d'ancêtres chasseurs-cueilleurs, jusqu'à 50% chez les Lituaniens, et les Européens du sud ont davantage d'ancêtres agriculteurs.

La proportion d'ancêtres Nord-Eurasiens est plus faible que les deux autres groupes, jamais plus de 20%, et ce dans toute l'Europe, mais elle existe dans tous les groupes, ainsi que dans certaines populations du Caucase et du Proche-Orient. Pour les chercheurs, "une profonde transformation a dû se produire dans l'ouest de l'Eurasie après l'arrivée des agriculteurs".

Qui étaient ces Nord-Eurasiens qui font donc partie des ancêtres des Européens ? Jusqu'il y a peu, c'était une "population fantôme", dont on n'avait pas trouvé de présence à part dans nos gènes. Mais au début de cette année, un groupe d'archéologues a trouvé les restes de deux d'entre eux... en Sibérie, ce qui va permettre d'étudier plus précisément leurs liens avec les autres groupes humains.

L'équipe a également pu démontrer que les humains de la seconde vague, celle des agriculteurs venus du Proche-Orient, et leurs descendants européens peuvent faire remonter leur arbre généalogique jusqu'à une autre lignée, jusqu'ici inconnue, "d'Eurasiens de base". Cette lignée se serait séparée des autres groupes non-africains avant qu'ils se séparent les uns des autres, soit avant que les Aborigènes australiens, les Indiens du sud et les Indiens d'Amérique ne se soient divisés.

Il reste encore beaucoup de questions en suspens : on ne sait pas, par exemple, quand les anciens Nord-Eurasiens sont arrivés en Europe. On n'a pas non plus retrouvé d'ADN des "Eurasiens de base".

Pour arriver à ce résultat, les chercheurs ont collecté et étudié l'ADN de plus de 2300 personnes (contemporaines) dans le monde, et l'ont comparé avec celui de neuf anciens humains, retrouvés en Suède, au Luxembourg et en Allemagne. Il s'agissait de chasseurs-cueilleurs, qui vivaient voici 8000 ans, avant l'arrivée des agriculteurs, et de l'un de ceux-ci, datant d'environ 7000 ans. Ils ont également incorporé à leur résultats des recherches précédemment effectuées, comme celles sur "l'homme des glaces", Ötzi, découvert dans les Alpes en 1991.

Source : Le Nouvel Observateur du 18/09/2014