Origines de l'Homme : comment la génétique réécrit notre histoire

A partir de fragments d'ADN anciens, les scientifiques retracent le peuplement de l'Europe. Et font des découvertes surprenantes.

Lorsque le roman national aborde la question de nos ancêtres, il aime à remonter aux Gaulois et leur cortège d'images d'Epinal : celles de fiers guerriers aux moustaches blondes et à la peau claire. Et avant ? C'est-à-dire sur la grande échelle du temps, avant ces deux minuscules derniers millénaires ? La réponse est plus complexe : nous, Français, Homo sapiens modernes, "avons dans notre ADN 2% de séquences génétiques issues de l'homme de Neandertal, 8% des chasseurs-cueilleurs du paléolithique, environ 60% des fermiers venus du Croissant fertile caractéristiques du néolithique et près de 30% d'un peuple méconnu, les Yamnayas, en provenance directe des steppes du nord de la mer Noire", résume Christian Dina, ingénieur de recherche à l'Institut du thorax (université de Nantes), qui a publié avec Aude Saint Pierre, de l'université de Bretagne occidentale (Brest), une étude sur la structure génétique d'une cohorte de la population hexagonale actuelle. Sans oublier qu'il y a encore 10 000 ans nous étions noirs avec des yeux clairs.

"La génétique est une discipline relativement jeune qui nous a permis de réécrire en grande partie le livre de l'histoire du peuplement de l'Europe. Il y a peu de temps, les préhistoriens ne pouvaient pas distinguer si l'homme moderne avait pu se mélanger avec celui de Neandertal, son cousin éloigné qui n'a pas totalement disparu puisqu'une partie de lui est en nous", rappelle Lluis Quintana-Murci, de l'Institut Pasteur, qui occupe aussi la chaire de génomique humaine et évolution au Collège de France. Cette jeune discipline a pris son essor dans les années 2000 avec le décryptage complet du génome humain. Ensuite, il a fallu adapter la technologie et la méthodologie aux restes anciens exhumés par les archéologues. Aujourd'hui, les paléogénéticiens peuvent comparer les génomes. Ils ont, par exemple, appris que, contrairement à l'idée admise de la "sortie d'Afrique" d'Homo sapiens il y a environ 60 000 ans, une première migration a eu lieu il y a 200 000 ans, puisque des néandertaliens ont des traces de génomes de Sapiens primitifs. "Cela ne change pas radicalement notre vision, car cette première migration a avorté, et qu'une seconde a réussi il y a de 60 000 à 40 000 ans. Homo sapiens est passé par le Moyen-Orient, d'abord en direction de l'est - il a même atteint l'Australie -, puis du nord, vers le Caucase et la mer Noire, enfin vers l'ouest : sa présence est avérée en Europe depuis environ 40 000 ans, détaille Jean-Paul Demoule, professeur émérite de protohistoire européenne à l'université Paris I. Et je ne crois pas à un mouvement massif, cette colonisation s'est déroulée sur plusieurs millénaires. A chaque génération, quelques individus ont voulu aller plus loin."

Un dernier épisode glaciaire dévastateur

Partout où il va, notre lointain ancêtre semble s'adapter durablement, comme en témoigne la culture gravettienne. Mais, peu à peu, il va regretter son voyage : il y a 28 000 ans, notre continent connaît un maximum glaciaire. Siècle après siècle, le climat se refroidit, et les glaciers avancent jusqu'au nord de la France, qui se peuple de rennes et de mammouths. "Sans doute y a-t-il eu une forte mortalité, parce que le nombre de sites archéologiques est réduit. Une partie de ces individus ont pu descendre vers le sud, notamment dans la péninsule Ibérique, en Italie ou dans les Balkans", poursuit Jean-Paul Demoule. C'est à cette période d'ailleurs que disparaît l'homme de Neandertal. Ce "goulet d'étranglement", comme l'appellent les démographes, peut expliquer que nous ayons si peu d'ADN de ces chasseurs-cueilleurs du paléolithique. Il faut attendre un début de réchauffement climatique pour assister à un timide mouvement de recolonisation. Sans doute s'est-il déroulé avec une certaine homogénéité du nord de l'Allemagne au sud de l'Europe dans la région franco-cantabrique ? Sur le terrain de la connaissance, avantage aux archéologues : ce sont eux qui ont trouvé, par exemple, dans le domaine de la statuaire, des Vénus caractéristiques de cette période, répondant à des canons esthétiques répandus sur l'ensemble du continent.

Le plus gros bouleversement se joue en quelques siècles, il y a un peu plus de 6000 ans. Le climat étant plus clément, le paysage évolue - moins de steppes, plus de forêts, plus de prairie. Les populations européennes de chasseurs-cueilleurs vivent de façon fractionnée sur le territoire. Mais la révolution se passe ailleurs, du côté du Croissant fertile, où des hommes développent un nouvel art de vivre fondé sur l'agriculture, l'élevage et surtout la sédentarisation. "L'archéologie a montré que cette culture fermière émerge ailleurs aussi, en Afrique et en Amérique", rappelle Lluis Quintana-Murci. Mais, avec un boom démographique qui les caractérise, ces paysans venus d'Anatolie (Turquie) vont s'installer définitivement. Ils essaiment en Europe en privilégiant différentes voies : vers les actuelles Hongrie, Autriche, Allemagne et jusqu'au Bassin parisien (il y a 7000 ans) ; en passant par les îles, vers le midi de l'Hexagone, puis la péninsule Ibérique. "Le mélange avec les autochtones produit un changement radical : de chasseur-cueilleur, l'Européen moderne devient producteur", indique Eva-Maria Geigl, de l'Institut Jacques-Monod (Paris), qui a publié en 2020 une étude sur 243 fossiles retrouvés en France.

Dans notre ADN, 40% de séquences des premiers fermiers d'Anatolie

Comment alors une telle révolution a-t-elle pu s'opérer ? Nos hommes de Cro-Magnon ont-ils appris les techniques de culture et de domestication apportées par les Anatoliens, ou ces derniers les ont-ils totalement remplacés ? "C'est encore la génétique qui a permis de répondre à cette question : chez ces migrants, elle montre la présence de chromosomes Y (masculin) et d'ADN mitochondrial (transmis par les femmes), ce qui laisse entendre qu'il y avait parmi eux des hommes et des femmes. Ils se déplaçaient donc en famille, et le phénomène fut massif", détaille Eva-Maria Geigl. Ce qui n'a pas obéré un métissage dans le temps qui explique que les Français affichent 50% de séquences héritées de ces ancêtres fermiers anatoliens.

Il existe un dernier mouvement migratoire d'envergure qui n'a pas été appréhendé à sa juste mesure par les archéologues et que la génétique a confirmé depuis 2015, c'est l'arrivée des Yamnayas, peuple venu en masse du pourtour nord de la mer Noire (Ukraine et Russie) il y a entre 5000 et 2500 ans. "Ce changement-là fut assez abrupt, puisqu'une récente étude du Max Planck Institute d'Iéna montre que 75% des Allemands ont une ascendance parmi les représentants de la culture yamna", rapporte Eva-Maria Geigl. Outre-Manche ce chiffre monte à 80%, tout comme en... Bretagne. Et, dans l'ensemble de l'Hexagone, il oscille aux environs de 40%. "De telles proportions en si peu de temps plaident pour une invasion éclair. Mais cela reste une hypothèse largement débattue", signale Evelyne Heyer, professeur en anthropologie génétique au Muséum national d'histoire naturelle.

Parmi les arguments, une étude américano-suédoise de 2017 portant sur le chromosome sexuel Y des nouveaux arrivants soutient que leur migration était essentiellement le fait d'hommes. Certains spécialistes ont vu en eux des guerriers, plus grands que la moyenne, à la peau et aux yeux clairs, qui, ayant domestiqué le cheval, auraient pu se répandre rapidement au sein d'une population européenne affaiblie. D'autres pensent que leur régime alimentaire à base de viande et de lait a pu jouer en leur faveur, ou que notre continent fût frappé par un premier épisode de peste, ou encore que d'éventuels changements climatiques ont avantagé les nomades. "Toutes ces explications ne convainquent pas, et il faudra de nouvelles études pour trancher", estime Evelyne Heyer. La seule certitude est que nous sommes en grande partie des yamnayas issus de la steppe pontique-caspienne. La paléogénétique promet encore de belles découvertes. Et Lluis Quintana-Murci de conclure : "L'apport majeur de notre discipline est d'avoir montré combien le métissage a été de tout temps un facilitateur de l'adaptation des homininés. C'est un message fort : sans diversité, nous sommes condamnés."

Source : L'Express du 14/10/2021

Ces empreintes laissées par des enfants ont plus de 200 000 ans

Il y a environ 200 000 ans, des enfants d’une espèce d’homininés encore indéterminée ont imprimé leurs empreintes de mains et de pieds dans la boue à plus de 4000 mètres au-dessus du niveau de la mer, sur le plateau tibétain. Ces impressions fournissent les plus anciennes premières preuves d’ancêtres humains habitant la région.

Une découverte exceptionnelle

David Zhang, de l’Université de Guangzhou en Chine, a repéré pour la première fois ces traces il y a quelques années lors d’une expédition vers une source thermale fossile à Quesang, sur le plateau tibétain. On dénombre aujourd’hui cinq empreintes de mains et autant d’empreintes de pas. D’après la méthode de datation par l’uranium-thorium, ces impressions auraient été imprimées il y a environ 169 000 à 226 000 ans dans du travertin. Lorsqu’elle est déposée pour la première fois, cette une roche sédimentaire calcaire forme une boue très fine. Une fois coupé de l’eau, le travertin durcit en pierre.

Et à en juger par leur taille, l’équipe du Dr. Zhang suggère qu’elles ont été faites par deux enfants, l’un de la taille d’un enfant moderne de sept ans, l’autre de la taille d’un enfant de douze ans. En revanche, on ne peut déterminer avec certitude à quelle espèce ils appartenaient. « Les Denisoviens sont une possibilité », mais « Homo Erectus habitait également la région », souligne Matthew Bennett, co-auteur de l’étude, à LiveScience.

Toujours est-il que ces empreintes fournissent les plus anciennes preuves de la présence d’hominidés à Quesang, souligne le rapport publié dans le Science Bulletin. Ceci étant dit, « il y a de plus en plus de preuves que des humains archaïques se trouvaient autour du plateau tibétain à la même époque », ajoute Matthew Bennett. Des chercheurs ont notamment récemment découvert une mandibule de Dénisovien d’au moins 160 000 ans dans la grotte de Baishiya, au nord-est du plateau tibétain. Ces nouveaux restes osseux pourraient ainsi remonter à la même période.

Une forme d’art pariétal ?

Dans le rapport, les auteurs soutiennent que ces traces pourraient également être considérées comme de l’art pariétal (décor d’un mur, d’une paroi), dans la mesure où elles semblent avoir été laissées délibérément. Si ces estampes sont effectivement qualifiées d’art pariétal, elles seraient alors le plus ancien exemple connu du genre jamais découvert, mais tout le monde n’est pas d’accord. Ce que nous pourrions définir comme de l’art n’était en effet peut-être pas vu du même œil par les personnes qui en sont à l’origine.

Pour Michael Meyer, de l’Université d’Innsbruck en Autriche, qui n’a pas participé à l’étude, « classer ces traces humaines comme de l’art est quelque chose qui n’a finalement qu’une importance secondaire ». D’après le chercheur, les implications les plus intéressantes sont que des ancêtres ou cousins humains ont occupé le haut plateau tibétain beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait auparavant. Cela soulève donc des questions sur l’espèce concernée, et sur la manière dont elle est arrivée pour la première fois sur le plateau.

Source : SciencePost du 27/09/2021

Au Maroc, découverte d’outils de couture en os vieux de 120 000 ans

Non loin de Rabat, des artefacts « intentionnellement façonnés pour des tâches spécifiques qui comprenaient le travail du cuir et de la fourrure » ont été trouvés.

Une équipe internationale de chercheurs a identifié les plus anciens outils en os jamais découverts pour la confection d’habits, vieux de 120 000 ans, dans une grotte près de Rabat, a-t-on appris auprès d’un archéologue marocain ayant pris part aux recherches.

« C’est une découverte majeure car, si des outils en os plus anciens ont déjà été découverts dans le monde, c’est la première fois qu’on identifie des outils en os ayant servi à confectionner des habits », a expliqué jeudi à l’AFP l’archéologue Abdeljalil El Hajraoui.

La soixantaine d’outils osseux retrouvés dans la grotte des Contrebandiers – située près de la capitale du Maroc – « ont été intentionnellement façonnés pour des tâches spécifiques qui comprenaient le travail du cuir et de la fourrure », selon une étude publiée la semaine dernière par la revue américaine iScience.

Cette découverte pourrait contribuer à répondre à la grande question sur l’origine du comportement moderne chez Homo sapiens, souligne l’archéologue marocain.

Des foyers creusés dans la terre ou à l’air libre

« La couture est un comportement qui a été perpétué depuis ces temps-là. D’ailleurs, les outils découverts dans la grotte couvrent une période de 30 000 ans, ce qui prouverait l’émergence de la mémoire collective », étaye le spécialiste de l’Institut marocain des sciences de l’archéologie et du patrimoine (Insap). « Compte tenu du niveau de spécialisation des outils de la grotte des Contrebandiers, il est probable que des exemples antérieurs y seront retrouvés », précise l’étude.

Des foyers, creusés dans la terre, construits ou à l’air libre, pour se protéger contre des phénomènes naturels ont également été découverts dans la grotte. Tout comme des éléments de parure (coquilles perforées). « Il s’agit d’une évolution culturelle notable, encore au stade de l’étude », relève le chercheur marocain.

Par ailleurs, à quelque 400 kilomètres de la grotte des Contrebandiers, des chercheurs marocains, américains et français ont exhumé une trentaine de coquilles façonnées d’escargots marins dans une couche datant de 142 000 à 150 000 ans dans la grotte de Bizmoune, près d’Essaouira (sud-ouest), a annoncé mercredi 22 septembre un communiqué du ministère marocain de la culture, citant une étude publiée dans la revue américaine Science Advances. Des coquilles qui sont « les plus anciens éléments de parure découverts à ce jour », d’après le communiqué.

Rappelons qu’en 2017, la découverte sur le site marocain de Djebel Irhoud de fossiles de plus de 300 000 ans avait fait reculer dans le temps de plus de 100 000 ans l’apparition de notre espèce.

Remontant plus encore dans le temps, fin juillet, des archéologues internationaux ont localisé le site préhistorique acheuléen le plus ancien d’Afrique du Nord, vieux de 1,3 million d’années, dans la périphérie de Casablanca (côte ouest).

Une découverte majeure, car jusqu’à présent les archéologues estimaient que la civilisation acheuléenne, dont l’une des caractéristiques est l’invention des outils bifaces, pendant le paléolithique inférieur, était apparue il y a 700 000 ans dans cette partie d’Afrique du Nord.

Source : Le Monde du 24/09/2021

La découverte d’empreintes humaines vieilles de 23 000 ans réécrit l’histoire du peuplement de l’Amérique

Ces empreintes fossilisées découvertes dans les White Sands, au Nouveau-Mexique, suggèrent qu’« Homo sapiens » était déjà sur le continent avant la fin du dernier âge de glace.

Des traces de pas datant d’environ 23 000 ans ont été découvertes dans le sud-ouest des Etats-Unis, révèle une étude jeudi 23 septembre, suggérant que le peuplement de l’Amérique du Nord par l’espèce humaine était déjà entamé bien avant la fin du dernier âge de glace, censée avoir permis cette migration. Ces empreintes de pas ont été laissées à l’époque dans la boue des berges d’un lac aujourd’hui asséché qui a cédé la place à un désert de gypse blanc situé au Nouveau-Mexique, dans le parc national de White Sands.

Des empreintes de pieds humains fossilisées dans la roche, au parc national de White Sands, au Nouveau-Mexique.

Avec le temps, les sédiments ont comblé les empreintes et ont durci, les protégeant jusqu’à ce que l’érosion dévoile de nouveau ces témoignages du passé, pour le plus grand plaisir des scientifiques. « De nombreuses traces semblent être celles d’adolescents et d’enfants ; les grandes empreintes de pas d’adultes sont moins fréquentes », écrivent les auteurs de l’étude publiée dans la revue américaine Science. Des traces d’animaux, mammouths et loups préhistoriques ont également été identifiées. Certaines, comme celles de paresseux géants, sont même contemporaines et voisines d’empreintes humaines sur les bords du lac.

Au-delà de l’émotion et de l’anecdote, la découverte est déterminante pour le débat qui fait rage sur les origines de l’arrivée d’Homo sapiens en Amérique, le dernier continent peuplé par notre espèce. Car la datation de traces de White Sands « signifie que des humains étaient présents dans le paysage voici au moins 23 000 ans, avec des preuves d’occupation s’étendant approximativement sur deux millénaires », souligne l’étude.

La théorie du détroit de Béring remise en cause

Pendant des décennies, la thèse la plus communément acceptée a été celle d’un peuplement provenant de Sibérie orientale : nos ancêtres auraient franchi un pont terrestre – l’actuel détroit de Béring – pour débarquer en Alaska, puis se répandre plus au sud. Des preuves archéologiques, dont des pointes de lance servant à tuer les mammouths, ont longtemps suggéré un peuplement vieux de 13 500 ans associé à une culture dite « de Clovis » – du nom d’une ville du Nouveau-Mexique –, considérée comme la première culture américaine, d’où sont issus les ancêtres des Amérindiens.

Ce modèle de la « culture Clovis primitive » est remis en cause depuis vingt ans, avec de nouvelles découvertes qui ont reculé l’âge des premiers peuplements. Mais, généralement, cette date n’allait pas au-delà de 16 000 ans, après la fin du « dernier maximum glaciaire ». Cet épisode de glaciation est crucial, car il est communément admis que les calottes glaciaires couvrant à l’époque la plupart du nord du continent ont rendu impossible, ou en tout cas très difficile, toute migration humaine en provenance d’Asie, par le détroit de Béring ou, comme le suggèrent de récentes découvertes, le long de la côte du Pacifique.

« De mon point de vue, de toutes les données publiées à ce jour sur le premier peuplement de l’Amérique, ce site est le plus convaincant pour les sites pré-20 000 ans, estime Yan Axel Gomez Coutouly, chargé de recherche à l’unite mixte de recherche et de formation Archéologie des Amériques (CNRS, Paris-I Panthéon-Sorbonne). Et ce même s’il n’y a pas de mobilier lithique ou d’outils associés, puisque les traces de pas confirment l’origine humaine. »

Pour la plupart des sites anciens – grotte de Chiquihuite au Mexique datée à 30 000 ans, abri sous roche de Pedra Furada au Brésil pouvant remonter jusqu’à 50 000 ans, Bluefish Caves dans le Yukon avec des datations jusqu’à 24 000 ans, site de Cerutti Mastodon en Californie avec des datations jusqu’à 120 000 ans –, rappelle l’archéologue, « une grande majorité de chercheurs considèrent que les preuves de la présence humaine présentées (traces de découpe, outils simples, foyers, etc.) sont en fait le produit de phénomènes naturels : plutôt que des artefacts (des produits humains), ce serait des géofacts (des produits naturels) ».

Dans le cas de ces traces de pas d’environ 22 000 ans, ajoute-t-il, « l’étude montre une découverte au caractère anthropique incontestable. Donc si ces datations se confirment et qu’elles ne sont pas remises en cause, alors il s’agira d’une des découvertes majeures de la préhistoire américaine de ces dernières décennies ».

Source : Le Monde du 24/09/2021

Des traces de feu vieilles de 560 000 ans à Tautavel, vers une découverte majeure ?

Des traces de feu vieilles de 560 000 ans ont été trouvées dans la Caune de l'Arago. Si ces dernières proviennent d'une utilisation humaine, il s'agirait d'une découverte majeure.

Une découverte historique vient-elle de se produire à Tautavel ? Cette semaine, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) a officialisé qu’une équipe de recherche a récemment découvert des traces de feu veilles de 560 000 ans au sein de la célèbre grotte de la « Caune de l’Arago ».

Utilisation humaine ou incendie ?

Première certitude, « cette découverte recule de 160 000 ans l’âge des plus anciennes traces déjà connues dans cette grotte des Pyrénées-Orientales », confirme le CNRS. Les précédentes recherches avaient permis d’établir des traces de feu anciennes de 400 000 ans au sein de la « Caune de l’Arago ». Il s’agit donc d’une première avancée importante pour le site.

Mais cette dernière pourrait aussi s’avérer majeure à une autre échelle. Si les chercheurs prouvent que les traces de feu à Tautavel proviennent de l’Homme, une avancée considérable pourra être établie. « La communauté scientifique estime que les premières traces de la domestication du feu par l’Homme en Europe remontent à 400 000 ans », rappelle le CNRS.

Si la date de la maîtrise du feu par l’Homme, fixée à environ 400 000 ans donc, aura du mal à être remise en cause, il se pourrait que l’on découvre que ce dernier ait réussi à utiliser le feu 160 000 ans plus tôt, sans le maîtriser, en se servant sur un foyer déjà allumé. C’est ce qu’explique Christian Perrenoud, ingénieur d’études au muséum d’histoire naturel et rattaché à l’EPCC de Tautavel.

Tautavel pourrait être l'un des rares sites au monde où des traces de feu plus anciennes préservées peuvent être associées à de la présence humaine. Peut-être qu'avant de maîtriser le feu, de le fabriquer lui-même il y a 400 000 ans, l'Homme a pu profiter ponctuellement de feux naturels allumés par la foudre pour en ramener quelques éléments sur son site.
Christian Perrenoud, Ingénieur d'études au muséum d'histoire naturel

Des prochains mois décisifs

Ces nouvelles découvertes mettent en avant les récentes techniques utilisées. « Pour mettre au jour ces très anciennes traces de feu, les chercheurs ont appliqué des méthodes de susceptibilité magnétique », explique plus spécifiquement le CNRS dans son communiqué.

« Le fait que ce soit l’homme qui soit à l’origine de ces traces est la prochaine étape de notre travail. Il peut s’agir d’un reste d’incendie rapporté par le vent. Mais ce qui a intrigué, c’est que ces traces sont au niveau d’une occupation humaine. Nous devons caractériser si nous retrouvons d’autres traces de micro charbons de bois autour des premières, et si elles sont aussi associées à des occupations humaines », précise Christian Perrenoud.

Les recherches vont se poursuivre dans ce sens du côté de la « Caune de l’Arago » de Tautavel, où les prochains mois pourraient être décisifs dans cette possible découverte majeure.

Source : Actu Perpignan du 16/09/2021

Le plus ancien exemple d’art pariétal découvert au Tibet

Ces empreintes sont les exemples les plus anciens d'art pariétal au monde.

Une série de cinq empreintes de mains et cinq empreintes de pieds préservées dans du calcaire d'eau douce déposé autour d'une source chaude a été découverte près d'un affluent de la rivière Xiong Qu, près du village de Quesang, à environ 80 km au nord-ouest de Lhassa, au Tibet.

Ses découvreurs, des archéologues de l'Université de Guangzhou, en Chine, et de l'Université de Bournemouth, au Royaume-Uni, estiment que ces empreintes datant de 169 000 à 226 000 ans sont les plus anciennes traces d’art pariétal jamais découvertes.

Par comparaison, les plus anciennes peintures pariétales connues ont été découvertes sur l'île indonésienne de Sulawesi et datent de 39 900 et 43 900 ans.

Les premières analyses des empreintes tibétaines tendent à montrer qu’elles ont été soigneusement réalisées par des enfants âgés de sept à douze ans en raison de leur taille et de leur hauteur.

"On peut imaginer des enfants qui jouent dans la boue près d'une source d'eau chaude. On peut les voir placer leurs mains et leurs pieds avec précaution pour former des empreintes qui ont été préservées pendant des milliers d'années avant que nous ne les trouvions", explique dans un communiqué le Pr Matthew Bennett de l’Université Bournemouth au Royaume-Uni.

Le modèle 3D des empreintes de mains et de pieds de Quesang avec des couleurs montrant la profondeur des empreintes dans les roches.

Remonter le temps

Les chercheurs ont réussi à établir le moment de la création des empreintes à l'aide d'une méthode radiométrique basée sur la désintégration de l'uranium présent dans le calcaire.

En outre, ces empreintes constituent la preuve de la plus ancienne de l’occupation du plateau tibétain par les hominidés.

"Il s'agit d'une découverte incroyable, surtout si l'on considère l'altitude du site sur le plateau, où il devait faire très froid et où l'oxygène devait être rare."

La question est maintenant de déterminer à quelle espèce du genre Homo appartiennent ces empreintes.

Une piste de réponse pourrait se trouver dans la découverte de restes de squelettes découverts récemment sur le plateau tibétain et qui appartiendraient à des Homo denisovensis.

Source : Radio Canada du 15/09/2021

L'Asie du sud-est au croisement entre l'Homme moderne et de Denisova ?

L'histoire de la population des premiers Hommes modernes dans le sud-est de l'Asie est encore pleine de lacunes. L'analyse ADN d'un fossile donne des indices quant au croisement entre l'Homme moderne et celui de Denisova.

À ce jour, deux anciens génomes humains seulement avaient été séquencés en Asie du sud-est. Ils dataient d'il y a environ 7.800 et 4.300 ans avant aujourd'hui.

Un article publié dans Nature permet de compléter ces rares données grâce au fossile d'une chasseuse-cueilleuse de 17-18 ans datant d'il y a 7.300 à 7.200 ans avant aujourd'hui. Ce fossile a été découvert dans la grotte calcaire de Leang Panninge, sur l'île de Célèbes (Sulawesi), en Indonésie et l'ADN humain a été extrait d'une partie de l'os pétreux, qui fait partie de l'os temporal du crâne.

Excavation du squelette dans la grotte de Leang Panninge dont l'ADN a été analysé.

Un croisement avec Denisova en Walacée ?

Le génome de la femme de Leang Panninge montre des traces d'ADN de Denisova (mais moins que chez les indigènes d'Australie et les papous). Les auteurs de l'étude expliquent que cela soutient l'hypothèse selon laquelle l'Homme moderne a atteint le plateau continental de Sahul (qui comprend aujourd'hui l'Australie, la Nouvelle-Guinée et la Tasmanie) après sa rencontre avec Denisova.

Géographie de la zone indonésienne dans lesquelle une hybridation entre l'Homme moderne et celui de Denisova a probablement eu lieu.

Ce mélange s'est donc probablement produit au niveau de Sunda (un plateau continental comprenant notamment Bornéo) ou de la Walacée (zone incluant par exemple l'île de Florès), au niveau de laquelle la présence de l'espèce humaine date d'au moins 45.500 ans.

Source : Futura Sciences du 29/08/2021

« Non, on ne vient pas de découvrir deux nouvelles espèces humaines »

Récemment, deux équipes internationales ont publié chacune la découverte d’une nouvelle espèce humaine datant d’environ 140 000 ans, vers la fin du Pléistocène moyen. Le genre Homo s’est-il ainsi agrandi de deux espèces, alors qu’on lui en connaît déjà une douzaine ? Comme plusieurs autres paléoanthropologues, Jean-Jacques Hublin le conteste et nous explique pourquoi.

Fin juin 2021, Israel Hershkovitz, de l’université de Tel Aviv, et des collègues de plusieurs pays ont annoncé la découverte d’une nouvelle forme humaine : l’« Homo de Nesher Ramla », mis au jour dans un site du centre d’Israël et datant de 120 000 à 140 000 ans. Quant à l’équipe réunie autour de Xijun Ni, de l’université géologique du Hebei, en Chine, elle a introduit, sur la base de fossiles mis au jour à Harbin, en Chine du nord, un « Homo longi » âgé de quelque 150 000 ans.

L’équipe d’Israel Hershkovitz a étudié un pariétal et une mandibule découverts à Nesher Ramla, en Israël. Pourquoi ce matériel ne justifie-t-il pas, selon vous, l’introduction d’une nouvelle espèce humaine, différente des Néandertaliens ?

Je connais ce matériel, puisque j’étais à l’origine associé à l’étude de ces fossiles. D’ailleurs, mon équipe a fourni certaines des données comparatives utilisées dans la publication d’Israel Hershkovitz et ses collègues. Il est vrai que le pariétal est un peu inhabituel dans sa forme, son épaisseur et d’autres traits, mais un pariétal est un os crânien moins diagnostique que certains autres. En outre, la reconstitution de ce fossile fragmentaire suppose une bonne dose d’interprétation, même si nos méthodes d’analyse ont fait de très grands progrès.

À quels progrès pensez-vous ?

Aujourd’hui, les paléoanthropologues étudient les fossiles en répartissant à l’aide de logiciel des centaines de repères anatomiques sur eux. Ainsi, on ne procède plus en identifiant quelques traits comme jadis, mais à partir de l’ensemble de la configuration en trois dimensions, décrite par des valeurs numériques considérées comme des variables aléatoires liées entre elles. Cela permet de définir ce que l’on nomme des « composantes principales », des combinaisons de ces variables permettant de réduire l’information redondante, apportée par les centaines de traits pris en compte, à seulement deux ou trois axes. Dans le plan défini par ces composantes principales, on place des points représentant des individus de telle ou telle espèce. Or, où se trouve le pariétal de Nesher Ramla sur ce plan ? Juste à côté des Néandertaliens d’Europe… que l’on connaît surtout à partir de fossiles datant de quelque 50 000 à 60 000 ans. Dès lors, est-il étonnant qu’un os de la même espèce, à la fois très fragmentaire, datant de 120 000 ans et trouvé au Proche-Orient, soit un peu différent du même os néandertalien européen ? Non.

La photo montre les deux fossiles de Nesher Ramla : une mandibule fragmentaire (à gauche) comportant deux dents, dont une seconde molaire permanente assez bien conservée, et un fragment d’os pariétal (à droite)

Si le pariétal est peu diagnostique, la mandibule de Nesher Ramla l’est peut-être plus ?

Les mandibules humaines sont des os très variables, mais toutes les mandibules non sapiens de la fin du Pléistocène moyen se ressemblent un peu : elles sont robustes, sans menton, etc. La lignée néandertalienne se distingue par quelques particularités. La mandibule de Nesher Ramla est assez abîmée, mais les analyses morphométriques de l’équipe d’Israel Hershkovitz montrent qu’elle est elle aussi très proche de celles des Néandertaliens. Plus significatif encore : les dents, certes cassées mais toujours présentes. Une seconde molaire permanente est en place. Si partout ailleurs on trouvait une telle dent, personne n’aurait d’état d’âme pour la déclarer néandertalienne ! Les caractères de ses racines et de sa couronne le sont, et sa jonction émail-dentine tombe exactement dans la distribution néandertalienne. Or, chez les primates, la topographie du joint émail-dentine est très diagnostique et constitue l’un des moyens les plus puissants pour identifier une espèce. Que dire de plus ?

Mais n’est-il pas étonnant que des Néandertaliens aient vécu au Proche-Orient il y a 120 000 ans ?

Non : plusieurs sites, plus récents que Nesher Ramla, ont déjà montré leur présence dans la région. L’individu de Nesher Ramla a été trouvé avec une industrie lithique moustérienne comportant ce que l’on nomme du débitage Levallois centripète. Après l’avoir d’abord attribuée à Homo sapiens, les paléoanthropologues se sont aperçus qu’au Proche-Orient il est difficile d’assigner un type de moustérien à un groupe ou à un autre. Pour moi, il est clair qu’à la fin du Pléistocène moyen une frontière entre les populations humaines africaines et eurasiatiques passait au Levant. Elle fluctuait au fil des changements climatiques et le Levant était certainement une zone d’hybridation, ce qui explique peut-être certaines particularités de l’individu de Nesher Ramla. Mais quand l’équipe d’Israel Hershkovitz en arrive à imaginer que ce spécimen représente la population ancestrale des Néandertaliens, qui, selon ces chercheurs, auraient donc évolué au Proche-Orient, c’est pour le moins… inattendu ! Les centaines de fossiles accumulés depuis cent cinquante ans prouvent en effet clairement qu’H. neanderthalensis a émergé bien plus tôt et en Europe.

Comment s’y est prise pour sa part l’équipe de Xijun Ni, qui a étudié le crâne de Harbin ?

Là, il s’agit d’un crâne extraordinaire tant par sa conservation que par son histoire. Mis au jour dans les années 1930 durant l’occupation japonaise du nord de la Chine, il a été caché dans un puits, puis donné par son découvreur sur son lit de mort à ses héritiers. Pour comprendre comment l’équipe chinoise s’y est prise, il faut savoir ce qu’est un arbre phylogénétique…

C’est un arbre de parenté, une sorte d’arbre généalogique des espèces ?

Oui… et non. La construction d’un arbre phylogénétique est très différente suivant que l’on dispose de matériel génétique ou pas. S’agissant de ce crâne daté par l’équipe de Xijun Ni d’environ 150 000 ans, il n’y a pas de matériel génétique. Établir un arbre phylogénétique est alors assez compliqué, parce que l’on ne peut s’appuyer que sur l’anatomie des fossiles. Toutefois, la ressemblance anatomique ne peut pas être utilisée comme la ressemblance entre des génomes, qui, elle, permet de calculer des distances génétiques. La morphologie osseuse n’est pas une traduction simple du génome. Ce n’est pas parce qu’il y a beaucoup de différences entre deux génomes que de grandes différences existent entre les morphologies. Et le contraire est vrai aussi : il est possible qu’une mutation affectant un seul nucléotide sur 3,2 milliards ait un effet radical sur le phénotype, en d’autres termes sur la forme de l’individu. Les paléoanthropologues ont pris conscience de ces problèmes il y a longtemps, et y ont notamment remédié en adoptant la cladistique. Selon cette méthode, tous les caractères morphologiques n’ont pas le même poids. Certains sont primitifs et hérités d’un ancêtre commun, de sorte que leur présence n’a guère d’intérêt en termes d’identification de relations de parenté – par exemple, tous les tétrapodes ont quatre membres ! Ce qui est important, ce sont les caractères dérivés, ceux qui, comme leur nom l’indique, ont changé – dérivé – depuis un ancêtre commun plus ou moins proche.

C’est la méthode suivie par l’équipe de Xijun Ni ?

Oui. La mise en œuvre de la cladistique est assez compliquée et nécessite l’emploi d’outils informatiques. Pour comparer des fossiles, on crée une matrice de caractères, c’est-à-dire des tableaux de nombres disposés en lignes et colonnes, où chaque nombre code, pour le fossile considéré, l’état plus ou moins dérivé du caractère. Un programme traite ensuite tout cela et livre des arbres de parenté probables. Ce point est très important : ces arbres ne sont que « probables » et ces analyses produisent toujours plusieurs solutions affectées de probabilités différentes. On peut ainsi arriver à des arbres différents mais aux probabilités proches… C’est ce qu’a fait l’équipe de Xijun Ni : elle a construit une matrice de caractères, qu’elle n’a pas fournie dans sa publication, puis, après avoir fait tourner un programme, proposé des âges de divergence entre espèces, bref l’arbre phylogénétique du genre Homo le plus probable selon elle.

Et comment est cet arbre ?

Pour le moins bizarre ! Ces chercheurs aboutissent à un arbre et à des dates de divergences entre ses branches en contradiction avec tout ce que l’on sait par ailleurs aujourd’hui. Je suis donc très réservé sur leurs conclusions, à savoir que la mandibule de Xiahe – dont j’ai contribué à montrer qu’elle est dénisovienne –, le crâne de Harbin et d’autres crânes similaires de Chine représentent un groupe frère d’Homo sapiens.

Pourquoi est-ce bizarre ?

Parce que la paléogénétique contredit totalement une telle conclusion ! Tout d’abord, les données génétiques démontrent massivement l’origine africaine récente de tous les hommes modernes. Les preuves sont multiples. Ainsi, toutes les lignées mitochondriales que l’on trouve hors d’Afrique s’enracinent dans une lignée africaine. L’ADN des mitochondries n’est transmis que dans les lignées féminines, qui proviennent toutes d’Afrique. Le même phénomène s’observe avec le chromosome Y, qui, lui, n’est transmis que par les hommes. Plus généralement, on constate que la variabilité génétique est plus grande en Afrique qu’ailleurs. C’est en fait très simple : pour se représenter la génétique de l’humanité actuelle, il suffit d’imaginer un arbre enraciné dans un jardin africain, mais dont une branche passe au-dessus du mur et s’avance dans le jardin eurasiatique voisin : l’origine africaine récente de l’homme moderne, c’est cela.

Le crâne exceptionnellement bien conservé de Harbin, de face et de biais.

Mais, surtout, dans son article, l’équipe de Xijun Ni évoque en filigrane les Dénisoviens et dit – avoue ! – que les dents encore présentes sur le crâne de Harbin ressemblent aux dents des hommes de la grotte de Denisova et à celles de la mandibule de Xiahe, qui est dénisovienne… J’ai le plus grand mal à comprendre tous ces efforts pour contourner la conclusion évidente : tous ces fossiles chinois sont en fait dénisoviens. Or les données paléogénétiques offrent un arbre phylogénétique des Homo eurasiatiques de la fin du Pléistocène autrement plus robuste que celui que cette équipe a construit, puisque nous disposons de génomes pour ces espèces (H. neanderthalensis, H. sapiens et les Dénisoviens). Et dans cet arbre, les Dénisoviens sont le groupe frère des Néandertaliens, et non celui d’H. sapiens.

Vous êtes donc surpris que Xijun Ni et ses collègues introduisent l’espèce Homo longi ?

Je ne le comprends pas et je suis surpris par leur choix de nom : dans le groupe de fossiles associé au crâne de Harbin dans leur arbre phylogénétique, il y a en effet déjà un fossile pourvu d’une dénomination latine : le crâne de Dali, daté d’environ 300 000 ans. Comment peuvent-ils ignorer le code international de la nomenclature zoologique sur lequel tout le monde s’est mis d’accord depuis longtemps ? Une fois que l’on a donné un nom à un groupe de fossiles, on n’en change plus… Si l’on est cohérent avec leur étude, leur fossile doit s’appeler Homo daliensis et non pas Homo longi. Je pense par ailleurs que d’autres fossiles chinois, que cette équipe a exclus de ce groupe, appartiennent en fait à la même espèce. C’est notamment le cas de l’homme de Mapa, doté lui aussi d’un nom latin et bien avant Homo daliensis. Ce groupe, je le répète, c’est tout simplement celui que l’on a découvert par la génétique à Denisova : les Dénisoviens.

Pourquoi l’équipe de Xijun Ni éviterait-elle le modèle de l’origine africaine récente de l’homme moderne pour proposer une relation directe entre H. sapiens et des fossiles chinois ?

Une particularité de la culture scientifique chinoise est d’être restée attachée au « modèle de l’origine multirégionale de l’homme moderne ». Selon cette théorie, les Homo du Pléistocène de chaque région du monde auraient évolué pour donner les hommes modernes : les Européens descendraient des Néandertaliens, les Australiens des Homo erectus javanais, les Extrême-Orientaux d’une forme pléistocène locale, et ainsi de suite. Ce modèle a été fortement défendu en 1984 par Milford Wolpoff, de l’université du Michigan, par Alan Thorne, de l’université de Sydney, et par Xinzhi Wu, à l’époque directeur de l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie de Pékin. Par la suite, les paléoanthropologues chinois ont longtemps continué à adhérer au modèle de l’origine multirégionale de l’homme moderne. Pour autant, le consensus scientifique écrasant aujourd’hui est que l’essentiel des génomes des hommes modernes provient d’Afrique, ce qui explique un fait incontournable : les anatomies des hommes modernes de toutes les régions du monde se ressemblent de très près.

Que conclure alors de tout cela ?

Pour être bref : non, on ne vient pas de découvrir deux nouvelles espèces humaines. On vient seulement d’étudier les fossiles d’un Néandertalien, au Proche-Orient, et d’un Dénisovien, en Chine.

Source : Pour la Science du 18/08/2021

Sapiens et Néandertal : il y a 200 000 ans, la rencontre oubliée

C'était un secret bien gardé. Des chercheurs viennent de découvrir qu'un petit groupe de Sapiens est sorti d'Afrique bien plus tôt qu'on ne le pensait… et qu'ils se sont hybridés avec Neandertal. Le témoin : un chromosome Y inconnu. Thomas Cavaillé-Fol déroule la pelote génétique de leurs amours…

Voici l'échappée la plus romantique de l'histoire de l'humanité. Jugez plutôt : des milliers de kilomètres traversés, des soupirants aux origines plus éloignées que tout ce que Shakespeare pouvait bien imaginer, et un secret gardé pendant environ 200 000 ans. Non, nous ne sommes ni voyeurs ni indiscrets : les amants démasqués sont nos ancêtres. Et leur histoire, aussi intime soit-elle, est aussi la nôtre. C'est l'ADN, cette information génétique enfouie au cœur des cellules, qui nous l'a racontée.

L'aventure met en scène notre lignée, celle d'Homo sapiens, et celle de Neandertal, cette espèce humaine cousine qui vivait encore dans l'ouest de l'Eurasie il y a environ 40 000 ans. Bien entendu, il n'est pas question ici de leur idylle bien connue, survenue juste après que notre espèce est sortie d'Afrique il y a 60 000 ans environ, et dont notre génome conserve toujours la ferveur sous forme de quelques pourcents d'ADN néandertalien. Non, le tout premier coup de foudre entre nos deux humanités a eu lieu bien avant cela : "Il y a entre 350 000 et 100 000 ans, sûre ment quelque part en Eurasie , ébruite Janet Kelso, de l'Institut d'anthropologie évolutive Max-Planck, de Leipzig (Allemagne), qui, avec son équipe, vient d'en révéler l'existence. C'est là, pour la première fois, qu'un groupe de pré-Sapiens s'est hybridé avec des néandertaliens."

Si cette rencontre précoce est restée si longtemps ignorée, c'est que notre génome n'en a gardé nulle trace. Et pour cause : les pré-Sapiens en question ont tout bonnement disparu. Ils ne sont pas nos ancêtres directs. "Ils devaient être moins nombreux que les néandertaliens, et se sont donc sûrement fait absorber, comme nous avons fini par absorber à notre tour Neandertal, après notre sortie d'Afrique" , pointe Mikkel Heide Schierup, spécialiste en génétique des populations à l'université d'Aarhus (Danemark).

Certes, des fossiles de Sapiens très anciens ont été retrouvés en Europe, comme un crâne vieux de 210 000 ans en Grèce : notre espèce s'aventurait déjà hors d'Afrique pour fouler la terre néandertalienne. Mais cela n'implique en rien une rencontre sulfureuse avec Neandertal. C'est donc le génome de celui-ci qu'il a fallu fouiller.

"De précédentes recherches avaient déjà suggéré qu'une telle hybridation pouvait avoir eu lieu , atteste Céline Bon, paléogénéticienne au Museum d'histoire naturelle de Paris. L'ADN mitochondrial de Neandertal, transmis par la mère [voir jargon] , est plus proche de celui de Sapiens que de celui de Denisova. Or, cela n'a pas de sens, puisqu'on sait que les lignées de Denisova et de Neandertal sont plus proches entre elles que de celle de Sapiens . Pour l'expliquer, il y a deux scénarios, pas incompatibles d'ailleurs : soit il y a eu une hybridation entre Neandertal et Sapiens avant celle de la sortie d'Afrique, soit Denisova s'est hybridé avec une autre espèce. Or cette étude confirme le premier scénario." Et en dévoile de nouveaux aspects.

Une propagation extrêmement efficace...

Car pour mettre au jour cette liaison inter-espèces, l'équipe de Janet Kelso s'est attaquée à une grande énigme du génome néandertalien : le chromosome Y, porté seulement par les hommes et transmis de père en fils. "Jusqu'ici, les seuls génomes néandertaliens assez bien séquencés étaient féminins ; impossible, donc, de faire une analyse poussée du chromosome Y, s'amuse Janet Kelso. Nous avons alors utilisé une technique appelée 'capture d'hybridation' sur plusieurs fossiles masculins dont le chromosome Y n'avait jamais pu être étudié. Il s'agit d'utiliser des sortes d'appâts, des petites séquences d'ADN du chromosome Y de Sapiens qui, grâce à leur proximité génétique, vont venir 'pêcher' les chromosomes Y néandertaliens et dénisoviens dans les échantillons."

Les chromosomes Y de trois néandertaliens et deux dénisoviens ont ainsi été séquencés pour la première fois, et comparés au nôtre. En comptant les différences existant entre ceux-ci, et en prenant en compte le nombre moyen de mutations survenant à chaque génération, l'équipe a estimé l'époque à laquelle l'ancêtre commun de chaque chromosome avait existé, soit l'âge de divergence des différentes lignées de chromosomes.

Résultat sans équivoque : les chromosomes Y des deux dénisoviens ont divergé du chromosome Y de Sapiens il y a environ 700 000 ans, soit au moment bien admis où la lignée Neandertal/ Denisova, tout juste séparée de Sapiens , aurait quitté l'Afrique pour envahir l'Eurasie. Sauf que les trois chromosomes Y néandertaliens, eux, auraient divergé du nôtre il y a seulement 350 000 ans environ ! Enfin, ces trois chromosomes Y néandertaliens n'auraient réellement divergé entre eux qu'il y a 100 000 ans. "Il y a donc forcément eu hybridation entre Sapiens et Neandertal, mais pas avec Denisova, entre -350 000 ans, date à laquelle un petit groupe de pré-Sapiens s'est détaché de sa population et a quitté l'Afrique pour l'Eurasie, et -100 000 ans, où on est certain que le croisement a eu lieu , éclaire Janet Kelso. Mieux, ces résultats concordent avec ceux obtenus lors de la comparaison de l'ADN mitochondrial, ce qui peut indiquer qu'il n'y a eu qu'un seul évènement d'hybridation."

Une analyse partagée par Mikkel Heide Schierup : "On ne peut pas vraiment savoir comment cet évènement s'est déroulé : peut-être plusieurs petits groupes se sont-ils rencontrés, peut-être seulement deux, mais en tout cas à peu près au même moment, et dans une même région d'Eurasie. Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que les néandertaliens ont hérité à la fois du chromosome Y et des mitochondries Sapiens, c'est-à-dire que les couples se faisaient dans les deux sens - homme Neandertal/femme Sapiens, et inversement. Et aussi, que des enfants de ces deux types de couples, filles et garçons, ont été acceptés par la communauté néandertalienne." Plus qu'acceptés même, fait remarquer Céline Bon : "Ces enfants métis ont eu accès à la reproduction, ce qui veut dire qu'ils étaient nourris, protégés et socialement intégrés. Bien sûr, certains ont pu être rejetés, mais l'ADN ne peut pas le dire. Le fait est que l'ADN Sapiens issu de cet évènement s'est répandu dans la population néandertalienne avec un succès incroyable."

Source : Sciences et Vie du 17/08/2021

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Le génome du peuple Ayta prouverait la présence tardive de Denisova dans les Philippines

En 2010, l’analyse d’une phalange retrouvée en Sibérie dévoilait une nouvelle espèce humaine : l’Homo denisovensis, ou l’Homme de Denisova, du nom de la grotte dans laquelle il a été découvert. Depuis, son lien avec Homo sapiens ne cesse d’être souligné, et l’hypothèse de multiples rencontres avec ce congénère disparu se renforce alors que des parts importantes de son génome sont retrouvées chez les populations autochtones d’Asie du Sud-Est et d’Océanie.

Après son départ d’Afrique, il y a 60.000 ans, Homo Sapiens s’est déplacé en Asie du Sud-Est et en Océanie, qui comportaient alors deux mégacontinents, le Sundaland et le Sahul, puis a progressivement pris le dessus sur les espèces humaines archaïques présentes. A mesure que les outils d'analyse d’ADN progressent et que de nouvelles découvertes archéologiques sont faites, les modalités de ce phénomène se précisent. Et l’insularité des peuples autochtones d’Asie du Sud-Est et d’Océanie ayant favorisé la conservation du patrimoine génétique, l’étude de leur ADN est indispensable pour éclairer l’Histoire de l’évolution humaine.

Les Ayta philippins possèdent plus d’ADN de Denisova que les Papous

Jusqu’ici les Papous, population autochtone de Nouvelle-Guinée, semblaient pour les chercheurs être l'ethnie la plus marquée par l'ADN de Denisova. Mais une équipe suédo-philippine montre dans une étude parue dans la revue Current Biology qu’il pourrait être judicieux de détourner le regard vers les Philippines.

Le groupe de chercheurs s’est d’abord appuyé sur l’analyse de 2,3 millions de génotypes. Les génomes provenant de 118 ethnies des Philippines ont ainsi été analysés, et comparés à ceux d’autres groupes ethniques contemporains (papous, australiens, mais aussi est-asiatiques ou européens) ainsi qu’à Néandertal et Denisova. Il en est ressorti que les Ayta Magbukon et Ayta Ambala, les habitants de l’île de Luçon, aux Philippines, présentaient à la fois le plus petit taux de parenté avec les Est-Asiatiques (10 à 30%) et le plus grand taux de parenté à Denisova (30 à 40% plus important que celui des Australiens et des Papous). Cela signifie que si la parenté aux Est-Asiatiques, avec qui les autochtones philippins s’entremêlent depuis 2.200 ans, "dilue" l’importance de l’héritage génétique désinovien, certaines populations philippines, peu métissées, ont un niveau d’affiliation à Denisova inégalé.

Source : Sciences et Avenir du 12/08/2021