Des généticiens étudiant l'ADN ancien ont découvert une fillette dont les parents étaient deux espèces différentes

Dans un laboratoire en Allemagne, un chercheur est abasourdi. Ce ne peut être vrai ! Cela ressemble à quelque chose que les scientifiques pensaient ne jamais trouver. Mais il n'y a pas d'erreur possible : cette fille est bien née de deux espèces totalement différentes ! Une fois passée leur surprise, les experts ont découvert la véritable signification de cette troublante découverte, et ont réalisé qu'il n'y avait pas de retour en arrière possible. La mystérieuse fillette et notre propre passé lointain ne seraient plus jamais les mêmes.

Quelles étaient les chances de découvrir cette preuve ? Mince au mieux, du moins c'est ce que pensaient les experts. Puis, dans une grotte en Sibérie, des paléontologues sont tombés sur un minuscule fragment d'os. Au départ, l'équipe ne s'est même pas rendu compte qu’il provenait d'un hominidé – un terme qui signifie simplement « toutes les espèces considérées comme humaines ». Mais bientôt une histoire incroyable a commencé à apparaitre.

Bien que l'os soit demeuré dans l'obscurité pendant des années, une chercheuse intrépide l'a finalement trouvé. Viviane Slon a également entrepris d'extraire l'ADN de l'artefact. Et ce qu'elle a trouvé a bouleversé des décennies de recherche scientifique. Maintenant, nous avons de nouvelles vérités passionnantes sur la façon dont les anciens humains ont fait leur chemin dans le monde. Mais pourquoi cet os était-il si important ?

Eh bien, nous savons qu'un certain nombre d'espèces différentes ont parcouru la Terre avant et même aux côtés des humains modernes. Mais cette découverte particulière marquait la première fois qu'un hybride direct était déterré. C'était un moment historique, et il n'est donc pas étonnant que les chercheurs aient réagi avec plaisir à la nouvelle.

Et il y a une histoire incroyable derrière ce fragment d'os - une histoire qui concerne la race humaine. Aujourd'hui, tous les humains appartiennent à la même espèce, Homo sapiens, qui a émergé il y a environ 200 000 à 300 000 ans. Mais comme le savent les amateurs de préhistoire, cela n'a pas toujours été le cas.

Les premiers ancêtres humains connus étaient en fait les Australopithèques. Il s'agissait d'un ensemble d'espèces différentes capables à la fois de grimper et de marcher sur deux pattes. Selon les recherches, ces parents éloignés d'Homo sapiens sont apparus pour la première fois en Afrique, il y a plus de quatre millions d'années. Et, bien sûr, ils devaient être très différents de ce à quoi nous ressemblons aujourd'hui.

Ensuite, pensent les scientifiques, les différentes espèces d'Homo ont commencé à émerger. Au début, elles ont développé des jambes plus longues qui étaient mieux adaptées à la course et à la marche. Puis leur cerveau a commencé à grossir. Et ces adaptations ont peut-être signalé un changement de comportement, car ces premiers humains ont commencé à chasser et à adopter un régime plus carnivore.

Puis, il y a environ 700 000 ans, l'espèce connue sous le nom d'Homo heidelbergensis est apparue en Afrique et en Eurasie. Et les experts ont suggéré que ces hominidés ressemblaient beaucoup plus aux gens modernes dans leur apparence, jetant les bases de l'évolution de leurs descendants. Ils se comportaient également assez différemment de leurs prédécesseurs.

Apparemment, Homo heidelbergensis était probablement plus intelligent que ceux qui l'avaient précédé. Ainsi, ses membres utilisaient des outils avancés et ont perfectionné leurs techniques de chasse. Certains pensent même que des individus ont pu faire équipe pour abattre des animaux plus gros, ce qui indique un certain degré de cohésion sociale. Mais malgré les nombreux atouts d'Homo heidelbergensis, l'espèce s'est quand même éteinte.

Sachez cependant qu'Homo heidelbergensis n'a pas disparu de la Terre sans laisser de trace. Loin de là, en fait. Il y a environ 390 000 ans, à l'ère du Pléistocène moyen, un certain nombre d'espèces différentes ont commencé à se séparer de cet ancêtre commun. Et c’est de ces ramifications que les humains modernes allaient finalement émerger.

Bien sûr, l'histoire de l'humanité est une histoire évolutive riche et variée, avec de nombreuses espèces d'hominidés qui ont coexisté les unes avec les autres au cours des millénaires. Et ils ne se contentaient pas de tolérer la présence l'un de l'autre. Depuis des années, les chercheurs savent qu'un certain degré de métissage s'est produit entre ces différents groupes d'humains primitifs. Jusqu'à la découverte allemande, cependant, personne ne pouvait le prouver avec certitude.

Et, oui, bien qu'on dise souvent que les membres d'espèces différentes ne peuvent pas se croiser avec succès, c'est loin d'être un fait établi. Comme l'a souligné Michael Marshall de Forbes dans un article de 2018, alors qu'une mule née d'un âne et d'un cheval est toujours stérile, le résultat d'autres accouplements inter-espèces peut varier d'un animal à l'autre.

Apparemment, tout est lié à l'ADN. Ainsi, une mule est le produit d'un cheval, qui a 64 chromosomes, s'accouplant avec un âne, qui en a 62. Ainsi, la progéniture des deux animaux se retrouve avec 63 chromosomes – un nombre impair. Et, naturellement, cela a des conséquences. Comme les mécanismes de la reproduction sexuée nécessitent qu'un ovule et un spermatozoïde contiennent chacun 50 pour cent des chromosomes d'un animal, ce nombre impair signifie que la créature a un code génétique « défectueux » – un code qui l'empêche de se reproduire.

Mais certaines espèces de primates, comme les gorilles et les orangs-outans, partagent un nombre identique de chromosomes. Certains chercheurs ont donc émis l'hypothèse qu'il pourrait être plus facile pour eux de produire une progéniture en bonne santé. Il existe même des preuves que les bonobos et les chimpanzés se sont croisés à divers moments de leur histoire.

Fait intéressant, cette théorie pourrait également expliquer pourquoi certains grands félins sont capables de se croiser avec succès. Le ligre dont on a tant parlé ne nait jamais dans la nature, car les habitats naturels des lions et des tigres sont généralement trop éloignés les uns des autres pour qu'un accouplement puisse se produire. Mais plusieurs zoos à travers le monde abritent désormais des exemples de cette grande créature, qui, à l'âge adulte, est généralement plus grande que l'un de ses parents. Les ligres peuvent également produire leur propre progéniture.

Et, surtout, on pense également que les premiers humains partageaient le même nombre de chromosomes. Cela signifie que les différentes espèces pouvaient se croiser. Les experts pensent qu’Homo sapiens a commencé à s'accoupler avec Homo Neandertal peu de temps après avoir migré d'Afrique et s'être répandu dans le monde entier.

C'est pourquoi la plupart des humains modernes d'Asie et d'Europe ont environ 2% d'ADN de Néandertal. Peut-être avez-vous remarqué cela si vous avez passé un test génétique ? Mais l'Homo sapiens ne se contentait pas de s'accoupler avec l'Homo Neandertal. Apparemment, les membres de l'espèce se sont également accouplés avec ceux d'une autre branche de l'arbre généalogique humain. Ils sont connus sous le nom de Dénisoviens.

Les Dénisoviens sont une découverte assez récente dans le domaine des études évolutives. En fait, des preuves définitives de leur existence n'ont été données qu'au 21ème siècle. En 2010, une équipe de scientifiques, également de l'Institut Max Planck, a annoncé les résultats de leurs dernières recherches. Après avoir analysé une dent et un os de doigt trouvés dans les montagnes de l'Altaï en Sibérie, ils tenaient la preuve de l’existence d'une nouvelle espèce d'humain primitif.

Heureux de leur percée monumentale, les chercheurs ont surnommé l'espèce Denisova en l'honneur de la grotte dans laquelle les spécimens avaient été trouvés. Mais à part ce qui pouvait être interprété à partir de l'ADN, on savait peu de choses sur cet ancêtre humain. Puis, en 2012, des recherches sur le même site en Sibérie ont mis au jour un autre petit fragment d'os.

Au début, les chercheurs ont mis en regard ce banal fragment avec les innombrables fossiles d'animaux qui ont également été récupérés dans la grotte. Et ce n'est que des années plus tard, lorsque Samantha Brown de l'Université d'Oxford l’eut examiné de plus près, que sa vraie nature a été révélée. Chargée de cataloguer les artefacts, Brown a analysé les protéines à l'intérieur de cet os - et s'est rendu compte qu'il provenait d'un ancien humain.

Après cela, l'os est passé entre les mains de Slon, une paléogénéticienne. Et afin d'en savoir plus sur ce mystérieux hominidé, elle aussi a commencé à enquêter sur l'ADN contenu dans le fragment. Mais à la fin, elle a trouvé plus que ce à quoi on s'attendait.

Au début, semble-t-il, l'os ne semblait en rien particulièrement remarquable. D'une longueur d'à peine un peu plus de deux centimètres, on pense qu’il pourrait provenir d'une adolescente qui avait probablement environ 13 ans. On pense qu'elle est morte il y a environ 90 000 ans, lorsque les Dénisoviens peuplaient ce petit coin des montagnes de l'Altaï.

Mais lorsque Slon a analysé l'ADN présent dans les mitochondries de l'os, elle a eu une grosse surprise. Comme le sait toute personne ayant un intérêt pour la génétique, ce type de structure cellulaire contient du matériel qu'un enfant n'hérite que de sa mère. Et dans ce cas, cela indiquait que l'adolescente descendait d'une femme de Néandertal.

« C'était déjà très excitant », déclarait Slon à National Geographic en 2018. « C'est devenu encore plus excitant lorsque nous avons commencé à examiner l'ADN nucléaire. » Notre connaissance de la génétique nous dit que ce matériel est transmis à la fois par les lignées masculines et féminines, et cela a permis aux scientifiques d'en savoir plus sur le père de cette adolescente.

« C'est à ce moment-là que nous avons réalisé qu'il y avait quelque chose de fantastique dans cet os », poursuivait Slon. En fait, les résultats étaient si choquants qu'elle était d'abord convaincue d'avoir fait une erreur. Avait-elle en quelque sorte faussé les données sans s'en rendre compte ? Ou l'échantillon avait-il peut-être été corrompu en laboratoire ?

Finalement, Slon s'est cependant rendu compte qu'il n'y avait pas d'erreur. Bien que la mère de l'adolescente possédât de l'ADN de Néandertal, son père, selon l'analyse, était un Dénisovien. Et ce n'était pas tout. En analysant le fragment d'os, la paléogénéticienne a également découvert que la constitution génétique de la jeune fille était remarquablement variée dans son ensemble.

Mais qu'est-ce que cela signifie en termes simples ? Eh bien, tout cela a à voir avec un concept connu sous le nom d'hétérozygotie. Essentiellement, si vos parents sont étroitement liés – disons, des cousins ​​germains, par exemple – la quantité d'hétérozygotie présente dans vos gènes est relativement faible. En revanche, si vous êtes le résultat d'une reproduction inter-espèces, ces niveaux sont énormes. Vous nous suivez jusque-là ?

Et avec l'os trouvé dans la grotte Denisova, il s'agissait bien de ce dernier cas. S'adressant à National Geographic, le biologiste numérique Richard E. Green expliquait à propos de l'ADN ancien : « Il est hétérozygote à un degré extrême. C'est vraiment ce qui est stupéfiant. » Étonnamment, Slon avait découvert l'un des saints Graal de l'évolution humaine : un enfant de la première génération né du métissage entre des espèces.

« Nous savions d'après des études précédentes que les Néandertaliens et les Dénisoviens devaient avoir occasionnellement des enfants ensemble », déclarait Slon au journal londonien The Evening Standard en 2018. « Mais je n'aurais jamais pensé que nous aurions la chance de trouver une véritable progéniture des deux groupes. » Et le généticien David Reich, de l'Université de Harvard, était tout à fait d’accord.

« C'est incroyable de pouvoir trouver quelque chose comme ça », expliquait-il à National Geographic. « Il semblait peu probable que nous puissions mettre la main dessus - un individu qui est vraiment le produit d'un hybride de première génération. » La découverte était si fortuite, en fait, qu'elle a soulevé des questions sur la fréquence réelle d'un tel métissage.

« Il est frappant que nous trouvions cet enfant Dénisovien/Néandertal parmi la poignée d'individus anciens dont les génomes ont été séquencés », a déclaré Svante Pääbo de l'Institut Max Planck au Evening Standard. « Les Néandertaliens et les Dénisoviens n'ont peut-être pas eu beaucoup d'occasions de se rencontrer. Mais quand ils l'ont fait, ils ont dû s'accoupler fréquemment – ​​bien plus que nous ne le pensions auparavant. »

Bien qu'il soit possible que la découverte n'ait été qu'un coup de chance, les chercheurs envisagent d'autres explications. L'une d'elles est que les deux espèces d'hominidés interagissaient en fait - et se croisaient - régulièrement. Et si cette théorie était avérée, elle bouleverserait notre compréhension antérieure du monde préhistorique.

Mais l'os de l'adolescente – ​​qui a été surnommée Denny – n'est pas la seule preuve qui aille dans le sens de cette hypothèse. Jusqu'en 2018, les scientifiques n'avaient mené des recherches génétiques que sur un nombre relativement restreint d'humains anciens – 23, pour être précis. Pourtant, même au sein de ce petit échantillon, il y avait au moins deux spécimens qui montraient des preuves de métissage entre les espèces.

Prenez l'individu connu sous le nom d’Oase 1, par exemple. Identifié par sa mâchoire inférieure, ce membre des Homo sapiens aurait foulé le sol de notre planète il y a environ 37 000 ans. Mais malgré sa place relativement récente dans l'arbre généalogique humain, on a découvert qu'il était porteur de l'ADN de Néandertal.

Et nous ne parlons pas non plus d’un passé très lointain. Selon un rapport publié dans la revue Nature en 2015, les ancêtres néandertaliens d'Oase 1 n'étaient peut-être en vie que quatre à six générations auparavant. Si le métissage entre les espèces n'avait eu lieu que sporadiquement, expliquait Pääbo, de telles découvertes devaient être rares.

En plus de cela, l'étude de l'Institut Max Planck a remarqué autre chose à propos de Denny. Apparemment, le père de l'adolescent avait également de l'ADN de Néandertal combiné à ses gènes de Dénisovien. Et c'est incroyablement révélateur. Selon Pääbo, « Cela suggère que ces groupes, lorsqu'ils se sont rencontrés, se sont mélangés assez librement les uns avec les autres. »

Auparavant, la plupart des chercheurs supposaient que les interactions entre ces différents groupes n'avaient que rarement eu lieu. Alors, comment ces derniers développements modifient-ils notre vision des humains anciens et de leur société en évolution ? S'adressant à National Geographic, Reich expliquait : « [Ils]... transforment et changent qualitativement notre compréhension du monde. Et c'est vraiment excitant. »

Bien sûr, il pourrait y avoir d'autres explications pour lesquelles un hybride de première génération est apparu dans un échantillon si limité. De l'avis de Green, des grottes telles que celle des montagnes de l'Altaï pourraient simplement avoir été des points de rencontre populaires pour les anciens humains, ce qui a introduit un biais d'échantillonnage dans l'équation. Ou, comme le spécialiste le disait dans une interview avec National Geographic, « Ce sont les bars à célibataires de l'Eurasie pléistocène ».

Mais est-ce simplement la proximité qui a poussé les Dénisoviens et les Néandertaliens à se croiser ? Ou y avait-il autre chose en jeu ? Eh bien, selon Katerina Harvati-Papatheodorou de l'Université de Tübingen, de telles interactions entre espèces auraient pu constituer une partie vitale de la survie. S'adressant à New Scientist, l'universitaire allemand expliquait : « Les groupes humains étaient très petits et vulnérables à une mortalité drastique. »

Et à mesure que de nouvelles informations émergent, les scientifiques espèrent résoudre certains des mystères qui ont longtemps intrigué ceux qui étudient l'évolution humaine. Les Dénisoviens et les Néandertaliens se sont-ils rapidement éteints alors qu'Homo sapiens commençait à prospérer ? Ou étaient-ils simplement assimilés à l'espèce dominante ? Dans une interview avec New Scientist, Joshua Akey de l'Université de Princeton a admis que l'ADN de Denny allait dans le sens de la deuxième de ces hypothèses, bien que nous soyons loin d'une réponse définitive.