L'histoire commence avec une simple phalangephalange retrouvée il y a quelques années par des chercheurs dans la grotte Denisova, quelque part en Sibérie. En 2010, l'analyse de son ADNADN exceptionnellement conservé a révélé que cette phalange appartenait à une population humaine jusqu'alors inconnue : l'Homme de Denisova. Une population humaine que la génétiquegénétique semblait rapprocher des Néandertaliens.

Mais, sans plus d'ossements clairement identifiés, il fut difficile de conclure quant à la morphologiemorphologie de ces Dénisoviens. Alors une équipe française de l'Institut Jacques Monod (CNRS/Université de Paris) -- soutenue par le laboratoire Pacea (Bordeaux) et l'université de Toronto (Canada) -- a repris le travail sur un autre fragment de phalange. Un fragment que la génomiquegénomique a permis de faire correspondre avec la fameuse phalange analysée en 2010.

Une phalange de Néandertal à gauche, une phalange d’Homme moderne au centre et le fragment de phalange de Dénisovien à droite. © E. A. Bennett et al., Institut Jacques Monod

Une mosaïque de caractéristiques morphologiques

C'est donc en comparant ce fragment aux phalanges connues de Néandertaliens et d'humains anatomiquement modernes que les chercheurs ont fait une découverte surprenante. La phalange apparaît très proche de celles des humains modernes. Et plus éloignée de celles des Néandertaliens. Surprenant parce que des molairesmolaires et une mandibulemandibule, récemment mises au jour au Tibet, présentent des caractéristiques bien plus archaïques.

Comment expliquer ce paradoxe ? Peut-être par le fait que cette phalange se retrouve dans la lignée ancestrale d'Homo sapiens et qu'elle s'est transmise au fil des générations. Alors que Néandertal développait d'autres caractéristiques. Mais il faudra assurément de plus nombreux ossements pour réussir à caractériser de manière robuste cette « troisième » humanité.

L’Homme de Denisova s'est hybridé avec Homo sapiens à deux reprises

L'Homme de Denisova, comme toutes les espèces humaines archaïques qui ont jamais foulé cette Terre, a disparu. Vraiment ? Il existe encore un peu, son ADN du moins, dans le génomegénome d'un cousin, Homo sapiens. Donc nos ancêtres et le fameux Denisova se sont rencontrés, et pas qu'une fois...

Article de Floriane Boyer paru le 02/04/2018

Au moins deux interactions entre Homo sapiens et l’Homme de Denisova ont eu lieu en Asie, ce qui explique pourquoi l’ADN dénisovien retrouvé chez les individus vivant en Asie du sud-est s’apparente peu à celui présent chez les populations d’Asie de l’est. © Vince Smith, Flickr (licence CC)

Au cours de la Préhistoire, nos ancêtres ont cohabité avec d'autres espèces appartenant au genre Homo, dont l'Homme de NéandertalNéandertal et l'Homme de Denisova. Ces espèces sont aujourd'hui éteintes, mais des indices de métissage entre eux et Homo sapiens subsistent encore dans notre ADN. Ainsi, les populations d'Europe et d'Asie partagent 2 % de leur génome avec Néandertal, tandis que près de 5 % du génome des peuples d'Océanie, en particulier d'Australasie et de Papouasie-Nouvelle-Guinée, vient de Denisova.

Si l'on savait donc déjà qu'une hybridationhybridation a eu lieu entre Denisova et nos ancêtres, à au moins une reprise, une étude réalisée par des chercheurs américains, Sharon Browning et ses collègues de l'université de Washington et de l'université de Princeton, atteste à présent qu'une seconde interaction s'est produite. En prime, elle apporte de nouveaux éléments sur le peuplement de l'Homme de Denisova en Asie.

Car en inspectant le génome de plus de 5.000 individus, les chercheurs n'ont pas seulement repéré de l'ADN dénisovien chez les populations d'Asie de l'est, notamment les Chinois et les Japonais. Ils ont aussi remarqué que cet ADN différait significativement de celui retrouvé dans les populations d'Australasie. En d'autres termes, l'Homme de Denisova qui s'est hybridé avec les ancêtres des populations d'Asie de l'est était peu apparenté à celui vivant en Australasie.

Ce qui indique que deux évènements d'hybridation avec deux populations dénisoviennes distinctes et a priori géographiquement éloignées se sont produits : l'un en Asie de l'est, l'autre en Australasie. Les chercheurs donnent plus de détails dans leur article, paru dans le journal Cell.

Un double métissage qui laisse une empreinte ADN

Ce sont très exactement 5.639 génomes d'individus originaires d'Europe, des Amériques, d'Asie et d'Océanie, que les chercheurs ont passé au crible, à la recherche de séquences d'ADN archaïques. Celles-ci se repèrent par leur signature génomique particulière : elles contiennent plus de mutations par rapport au génome humain contemporain. En effet, l'ADN ancien, qui provient d'une espèce Homo éteinte, porteporte des allèlesallèles (versions d'un même gènegène) inexistants dans l'ADN de Homo sapiens, parce que ces espèces ont évolué séparément pendant des milliers d'années.

Une fois l'ADN ancien isolé, les chercheurs l'ont comparé aux génomes de l'unique spécimen dénisovien connu et à celui de Néandertal, pour identifier auquel des deux il appartenait. Pour la petite histoire, l'Homme de Denisova a été découvert en 2010 dans une grotte des montagnes de l'Altaï, en Sibérie. C'est le seul endroit où ses restes ont été retrouvés et il n'y avait là qu'un seul individu, une jeune fille, ayant vécu il y a 40.000 ans.

La grotte de Denisova, en Sibérie, a accueilli des Hommes de Denisova, mais aussi des Hommes de Néandertal et des Hommes modernes (Homo sapiens). © Nerika/Wikimedia Commons

De cette manière, les chercheurs ont pu établir que les populations d'Asie de l'est, en particulier deux ethnies chinoises, les Hans et les Dai, ainsi que les Japonais, avaient de l'ADN dénisovien dans leur génome. Celui-ci est, par ailleurs, plus proche du spécimen sibérien de référence, que celui trouvé chez les Australasiens. Il ne peut donc pas être issu du même évènement d'hybridation.

En conséquence, il existait au moins deux populations dénisoviennes, que Homo sapiens a rencontrées respectivement en Asie de l'est et en Asie du sud-est (Indonésie et Australasie). L'une était très apparentée au spécimen de Sibérie, tandis que l'autre était plus éloignée, d'un point de vue génétique. « Le fait que deux évènements de métissage aient eu lieu suggère qu'à au moins certaines occasions, Dénisoviens et Hommes modernes étaient disposés à vivre à proximité et à interagir », ajoute Sharon Browning, dans des propos rapportés par New Scientist.

Les chercheurs ne peuvent néanmoins rien dire quant à l'ordre dans lequel ces deux interactions sont arrivées. Qui plus est, l'histoire pourrait ne pas s'arrêter là, puisque certains bouts d'ADN anciens identifiés dans les génomes contemporains n'appartiendraient ni à l'Homme de Denisova, ni à Néandertal. L'avenir nous dira s'il s'agit là des premiers indices d'un métissage encore inconnu entre nos ancêtres et d'autres espèces du genre Homo.

L’Homme de Denisova s'est-il hybridé avec une espèce humaine inconnue ?

Article de Janlou ChaputJanlou Chaput, publié le 22/11/2013

Une analyse plus précise du génome de l'Homme de Denisova révèle qu'il se serait métissé avec une population humaine plus archaïque. Mais qui est donc cet inconnu mystérieux ?

L'Homme de Denisova a-t-il fauté avec Homo heidelbergensis durant sa migration ? Ou était-ce avec une espèce encore inconnue des scientifiques ? © Tim Evanson, Flickr, cc by sa 2.0

Fini le temps où l'on voyait l'évolution humaine comme une succession simple et linéaire des espèces. Les nombreuses découvertes paléoanthropologiques de ces dernières décennies montrent indubitablement que cette évolution a été buissonnante, ce qui rend l'histoire (ou plutôt la préhistoire) bien plus difficile à écrire et à concevoir. Où placer l'Homme de Florès dans l'arbre évolutif humain ? Quid de l'Homme de Denisova, décrit depuis 2010 seulement ? Les exemples de situations encore floues ne manquent pas.

D'autre part, comme si cela ne suffisait pas, les différentes populations se sont même hybridées. On sait désormais qu'une petite partie de notre génome provient de l'Homme de Néandertal, et que certains ancêtres des populations mélanésiennes et aborigènes se sont unis avec les Dénisoviens, car ils doivent environ 6 % de leur ADN à ce groupe humain disparu. En résumé, la situation est confuse, et les scientifiques connaissent des difficultés à classer fermement ces populations dans des espèces réellement distinctes.

Pire encore : David Reich (université Harvard) et Svante Pääbo (Institut Max PlanckMax Planck) précisent lors du congrès de la Royal Society (Londres) que la vérité pourrait bien être encore plus complexe. À partir d'ADN dénisovien de grande qualité (ce qui n'avait pas été obtenu jusque-là), ils sont parvenus à déterminer que cet Homme sibérien portait en plus les traces d'un métissage avec une population humaine mystérieuse et surtout plus archaïque, qui représente environ 1 % de leur génome.

Les Dénisoviens ont les dents larges

Repartons des connaissances actuelles pour tenter de bien comprendre. Que sait-on de l'Homme de Denisova ? Pour l'heure, on estime que cette lignée humaine s'est distinguée de la nôtre voilà environ 800.000 ans (une étude très récente suggère que cela pourrait être moins ancien), tandis que celle menant aux Néandertaliens s'est séparée il y a environ 400.000 ans. La phalange et les quelques dents retrouvées dans la grotte sibérienne éponyme semblent indiquer que ces homininés présentaient des caractères plus anciens que leurs cousins disparus et que nos ancêtres directs, leurs quenottes étant relativement larges par exemple. Cette étude génétique en apporterait-elle la justification ?

Les dents de l'Homme de Denisova, constituant quasiment les seuls restes dont on dispose, étaient plus larges que les nôtres ou que celles des Néandertaliens, un caractère plus ancestral. Viendrait-il de l'hybridation avec une espèce humaine plus ancienne ? © David Reich et al., Nature

La découverte place les scientifiques devant un nouveau mystère. Avec qui les Dénisoviens se sont-ils hybridés ? Est-ce un groupe jamais identifié ou bien une espèce déjà décrite ? Impossible de répondre avec fermeté, mais le débat qui a suivi l'annonce montre que les scientifiques penchent pour cette seconde hypothèse.

Les premières traces d’ADN de nos ancêtres

La piste la plus sérieuse serait celle d'Homo heidelbergensisHomo heidelbergensis, qui a quitté l'Afrique il y a environ un million d'années et notamment migré vers l'Asie. Des individus auraient pu se trouver sur le chemin migratoire des Dénisoviens, arrivés bien des millénaires plus tard. Homo erectus figure également parmi la liste des suspects, car il avait une aire de répartitionaire de répartition géographique plus vaste et vivait même à JavaJava.

Pour trancher, il faudrait retrouver des traces d'ADN de ces espèces et les comparer avec les séquences observées chez l'Homme de Denisova. Malheureusement, la performance est bien plus simple à évoquer qu'à réaliser. Alors que les Dénisoviens vivaient dans des régions froides et sèches où la moléculemolécule peut surmonter l'épreuve du temps, les fossiles de leurs cousins sont retrouvés dans des zones géographiques plus chaudes et humides, facilitant la dégradation de l'acide nucléiqueacide nucléique. Le mystère reste donc entier.

Cependant, de manière indirecte, nous disposons d'un fragment d'ADN de ce groupe humain inconnu. Une base de travail pour peut-être construire progressivement une image génétique plus précise de nos ancêtres !