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Une petite phalange réécrit l’histoire évolutive des humains

Reconstruction virtuelle de la 5e phalange d'une Dénisovienne. Les deux tiers de l’extrémité de la phalange sont en couleur naturelle (Eva-Maria Geigl) tandis que sa base, en vert et en bleu, ont été reconstituées à partir d'une tomodensitométrie (H. Temming, J.-J. Hublin). La figure montre les deux côtés de la phalange. Bennett et coll./AAAS, Author provided

Il y a des milliers et des milliers d’années dans les monts de l’Altaï, près de la frontière avec la Chine et la Mongolie et plus précisément en Sibérie, une jeune fille âgée de 13 à 16 ans passa de la vie au trépas. Avec le temps, ses ossements, qui reposaient dans la grotte de Denisova, avaient presque tous disparu, à l’exception d’une petite phalange de sa main. Mieux. Grâce aux conditions particulières de conservation,l’ADN de l’os avait été relativement bien préservé. Des généticiens ont donc pu l’examiner de près pour en savoir davantage sur l’identité de la défunte et publier leurs résultats en fin d’année dernière.

Une enquête à la « Sherlock Holmes »

In fine, le séquençage a permis d’établir le génome de cette Dénisovienne, c’est-à-dire de connaître l’ensemble de ses informations génétiques. Or ce faisant, on a pu non seulement se pencher sur l’histoire de la jeune fille, mais aussi sur celle de la population dont elle était issue, et en partie sur celle de nos ancêtres. Un travail de longue haleine, et une enquête qui au départ, semblait tout droit sortie d’un « Sherlock Holmes ».

C’est en effet l’une des phalanges du cinquième doigt de la main droite d’une femme qui a été découverte en 2008 par des archéologues russes dans la grotte de Denisova, au sud-ouest de la Sibérie. Et on l’a coupée en deux bouts de tailles inégales, dont seul le plus petit, situé à la base de la phalange, a d’abord été confié pour étude à une équipe de l’institut Max Planck de Leipzig (Allemagne), sous la direction du biologiste suédois et spécialiste de génétique évolutionniste Svante Pääbo. Or à la surprise générale, les chercheurs ont alors révélé l’existence passée d’une troisième humanité : les Dénisoviens, qui auraient croisé le chemin des Néandertaliens et des ancêtres de l’humain moderne, ou Homo sapiens.

Histoires de métissages

Génétiquement distincts les uns des autres, ces trois Hominidés se sont apparemment partagé le monde : l’Eurasie fut ainsi peuplée à l’ouest par les Néandertaliens et à l’est par les Dénisoviens, tandis que les Sapiens, eux, demeuraient encore en Afrique. Et d’après des analyses comparées de l’ADN menées notamment par l’équipe de Svante Pääbo à Leipzig, leur ancêtre commun le plus récent est daté de 600 à 800 000 ans, quand celui des Néandertaliens et des Dénisoviens remonte à environ 450 000 ans. Ces deux dernières branches se sont ensuite séparées, colonisant différentes parties de l’Eurasie. Quant à nos ancêtres directs, ils ont quitté l’Afrique ultérieurement, en plusieurs vagues migratoires : c’est de la dernière vague, il y a 70 à 60 000 ans, que sont issus tous les Homo sapiens dits « non africains ».

Des analyses génétiques comparant trois spécimens issus de la grotte sibérienne ont révélé l’existence passée de métissages entre Néandertaliens et Dénisoviens ainsi qu’avec une autre souche archaïque du genre humain. Et il s’est par ailleurs avéré, au vu de l’ADN, que des Dénisoviens se sont accouplés avec des Sapiens, contribuant ainsi pour une petite partie au génome de certaines populations : 3 à 6 % chez les Papous et les Aborigènes australiens, moins de 0,5 % en Extrême-Orient.

Ce métissage se traduit aujourd’hui par la présence de variants génétiques que la sélection naturelle a retenus en raison des avantages qu’ils procuraient. Par exemple, une adaptation à la vie à très haute altitude, via un gène améliorant le transport d’oxygène chez les Tibétains. Ou encore, une production de la chaleur facilitée par un gène impliqué dans le développement d’un certain type de tissu adipeux chez les Inuits. Mais d’un autre côté, jusque très récemment, nul ne pouvait dire quelle avait été l’apparence physique des Dénisoviens.

A quoi ressemblaient les Dénisoviens ?

Pour reconstituer leur morphologie, on ne disposait jusqu’alors que de quelques dents (dont une molaire à l’aspect archaïque évoquant l’Homo erectus), de fragments d’os trop fragmentés pour traduire la morphologie, ou encore d’une mandibule trouvée au Tibet (découverte dans les années 1980, elle a été identifiée comme dénisovienne en 2019 grâce à une analyse protéomique et non génomique, et l’on ne peut donc pas encore exclure qu’elle provienne d’un métissage ou d’une population archaïque ayant une partie de son génome en commun avec les Dénisoviens). Quant à la Dénisovienne, le petit bout de phalange étudié en Allemagne était trop fragmentaire pour permettre une extrapolation sur l’apparence de la jeune femme. Mais en 2010, un autre os provenant de la grotte de Denisova est arrivé dans notre laboratoire…

Avant d’examiner son ADN, à l’Institut Jacques Monod (CNRS/Université de Paris), j’ai photographié et mesuré ce petit bout d’os. Puis mon équipe a entrepris d’en analyser le génome mitochondrial. L’étude nous a vite apporté un premier résultat : le génome était identique à celui du minuscule fragment de phalange analysé auparavant. En d’autres termes, cet os représentait bien la partie distale de la phalange ! Nous avons alors constitué une équipe multi-disciplinaire et internationale de paléoanthropologues. Avec un objectif précis : il s’agissait de s’appuyer sur les mesures et les photos prises avant l’analyse génétique, mais aussi sur la tomodensitométrie (CT scan), puis de comparer les résultats avec des données propres aux Néandertaliens et aux Sapiens, afin d’en déduire la morphologie des Dénisoviens.

Une place évolutive révisée

Cette étude, publiée en septembre dernier a révélé que la phalange dénisovienne est très proche de celles des Sapiens, et plus éloignée de celles des Néandertaliens. Les paléoanthropologues, et en particulier Isabelle Crevecœur, ont ainsi observé que les phalanges des humains modernes ont à peine changé au cours des deux derniers millions d’années (voire davantage). A l’inverse, celles des Néandertaliens ont considérablement changé en quelques centaines à dizaines de milliers d’années.

En clair, les Sapiens ont conservé dans leur squelette des traits présents dans des populations ou des branches humaines plus archaïques, alors que de ce point de vue, les Néandertaliens ont évolué. Autant dire que notre place dans la grande histoire de la vie s’en trouve grandement relativisée : nous faisons plutôt partie d’un buisson évolutif constitué de multiples branches que de la cime d’un arbre phylogénétique. Si notre position est si particulière, c’est parce que nous sommes la seule espèce humaine ayant survécu… en ayant colonisé (et détruit) le monde entier.

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