Les humains et les néanderthaliens se seraient “mélangés” beaucoup plus tôt que prévu

Nous savons, depuis quelques années maintenant, que bon nombre d’humains ont un peu de Neandertal en eux : chez les non-Africains, les gènes néandertaliens représentent environ 1 à 4 % de notre ADN, le résultat d’un métissage qui s’est déroulé il y a environ 47 000 à 65 000 ans, lorsque les humains modernes ont quitté l’Afrique et se sont déplacés sur le territoire des Néandertaliens en Europe et en Asie.

Mais une nouvelle étude génétique de plusieurs individus, révèle que les Néandertaliens se sont “croisés” avec une vague migratoire humaine qui a eu lieu beaucoup plus tôt que prévue, celle qui a quitté l’Afrique il y a au moins 100 000 ans, environ deux fois plus tôt qu’il ne l’avait été estimé.

D’autres équipes avaient déjà identifié quelques sites occupés par des humains, en dehors de l’Afrique, qui datent d’il y a plus de 65 000 ans, comme les grottes Es Skhul et Qafzeh en Israël, mais l’étude publiée cette semaine apporte la première preuve que notre espèce s’est mélangée si tôt, avec les Néandertaliens. C’est également la première fois que des scientifiques identifient le flux de gènes des êtres humains dans le génome de Néandertaliens, plutôt que l’inverse.

L’équipe scientifique a analysé l’intégralité du génome d’un individu de l’espèce des hominidés de Denisova, connu sous le nom “d’Altaï Neanderthal”, une femme qui a vécu dans les monts Altaï en Sibérie, il y a environ 50 000 ans. Identifié à partir d’un seul os d’orteil trouvé en 2008, le génome de l’Altaï Neandertal a été entièrement séquencé en 2013 et il a été utilisé dans un certain nombre d’études.

Cependant, l’étude décrite ici est la première à utiliser plusieurs méthodes de modélisation pour comparer le génome avec celui de centaines d’humains modernes ainsi que des génomes partiels d’autres humains archaïques, y compris de Néandertaliens de Croatie et d’Espagne.

L’équipe a d’abord utilisé une méthode appelée G-PhoCS, (Generalized Phylogenetic Coalescent Sampler), qui analyse des segments très courts sur l’ensemble du génome pour déterminer le flux de gènes. Pour établir une chronologie précise, ils se sont concentrés sur des segments parfois appelés “ADN poubelle”, connus pour accumuler des mutations à un rythme soutenu, à la différence des gènes régulateurs avec des mutations qui peuvent changer en fonction de l’environnement.

Selon le coauteur principal de l’étude, Adam Siepel, un biologiste au Cold Spring Harbor Laboratory de New York :

Nous avons choisi les régions (à analyser) essentiellement dépourvues de pression de la sélection naturelle. Nous utilisons la dérive génétique comme horloge.

L’équipe a ensuite analysé les modèles de similitude. Comme l’explique Siepel, lorsque l’ADN apporté par chaque parent se recombine dans l’ADN de leur progéniture, les gènes ont tendance à être transmis en blocs. Bien que ceux-ci soient divisés sur les générations suivantes, leur structure est encore reconnaissable et peut aider les chercheurs à affiner la période durant laquelle vivait cette première progéniture.

Les résultats de la modélisation ont clairement montré qu’environ 1 % du génome de l’Altaï Neandertal était un mélange d’humains, plaçant avec « l’horloge de la dérive génétique », l’évènement du métissage à il y a plus de 100 000 ans.

Scénario d’un métissage entre les humains modernes et les Néandertaliens : l’ADN de Néandertal chez l’homme d’aujourd’hui en dehors de l’Afrique provient de croisements survenu il y a 47 000 à 65 000 années (flèche verte). L’ADN humain moderne chez les Néandertaliens est probablement une conséquence d’un contact plus récent entre les deux groupes, il y a environ 100 000 ans (flèche rouge). (Ilan Gronau/ Cold Spring Harbor Laboratory)

Alors que notre compréhension de la relation de notre espèce avec les Néandertaliens continue d’évoluer, les chercheurs s’accordent généralement à estimer que la séparation de notre ancêtre commun entre l’Homo neanderthalensi et l’Homo sapiens, a eu lieu il y a, au moins, 430 000 ans, peut-être même 765 000 ans.

Siepel admet que l’équipe elle-même a d’abord eu des doutes sur leurs résultats et pensait que cela pourrait être le résultat d’un défaut dans le modèle ou la contamination par de l’ADN moderne. Ils ont testé les données en utilisant un certain nombre de méthodes différentes.

D’exclure la contamination des humains modernes, comme de ceux qui ont fouillé les fossiles, était assez facile : le mélange, les blocs de code génétique humain dans le génome de Neandertal, diffère significativement de toutes les populations humaines actuelles. Il semblait faire partie d’un groupe d’humains anatomiquement modernes qui s’était depuis longtemps écarté de toutes les autres populations de notre espèce.

Cela concorde avec la notion d’une vague de migration humaine hors de l’Afrique se produisant beaucoup plus tôt : si la première vague d’explorateurs a quitté le continent et se dirigea vers le Moyen et Proche-Orient, ils seraient génétiquement distincts des Africains et des descendants de précédentes migrations.

Présentation des résultats de la recherche (Cold Spring Harbor Laboratory) :

L’étude publiée cette semaine dans la revue Nature : Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals et présentée sur le site du Cold Spring Harbor Laboratory : Neanderthals mated with modern humans much earlier than previously thought, study finds. Image d’entête (université de l’Iowa), un impressionnant crâne de Neandertalien,  sans menton (comme pour les primates), faisant face à un chétif crâne humain moderne avec menton (Tim Schoon).