Rôle clé des cycles de la période glaciaire dans les premiers croisements humains

Des recherches paléogénomiques récentes ont révélé que le métissage était courant chez les premières espèces humaines. Cependant, on savait peu de choses sur le moment, le lieu et la fréquence de ce croisement d’hominidés. À l’aide de preuves paléoanthropologiques, de données génétiques et de simulations sur ordinateur du climat passé, une équipe de chercheurs internationaux a découvert que les climats interglaciaires et les changements correspondants dans la végétation ont créé des habitats communs pour les Néandertaliens et les Denisoviens, augmentant leurs chances de croisement et de flux génétiques dans certaines parties de l’Europe et Asie centrale.

Les humains contemporains portent dans leurs cellules une petite quantité d’ADN dérivé des Néandertaliens et des Dénisoviens. “Denny”, un individu fossile de 90 000 ans, récemment identifié comme étant la fille d’un père Denisovan et d’une mère néandertalienne, témoigne de la possibilité que le métissage était assez courant parmi les premières espèces humaines. Mais quand, où et à quelle fréquence ce métissage a-t-il eu lieu ?

Dans une étude récente publiée dans Science le 10 août 2023, des chercheurs coréens et italiens se sont donné la main pour répondre à cette question. À l’aide de données fossiles, de simulations sur ordinateur du climat passé et d’informations obtenues à partir de preuves génomiques, l’équipe a pu identifier les chevauchements d’habitats et les points chauds de contact de ces premières espèces humaines. Le Dr Jiaoyang Ruan, chercheur postdoctoral à l’IBS Center for Climate Physics (ICCP), en Corée du Sud, explique : « On sait peu de choses sur quand, où et à quelle fréquence les Néandertaliens et les Denisoviens se sont croisés tout au long de leur histoire commune. En tant que tel, nous avons essayé de comprendre le potentiel de mélange Néandertal-Denisovan en utilisant des modèles de distribution d’espèces qui rassemblent de nombreuses données fossiles, archéologiques et génétiques avec des simulations transitoires du modèle de circulation générale couplé du climat et du biome mondiaux.

Les chercheurs ont découvert que les Néandertaliens et les Dénisoviens avaient des préférences environnementales différentes au départ. Alors que les Dénisoviens étaient beaucoup plus adaptés aux environnements plus froids, tels que les forêts boréales et la région de la toundra dans le nord-est de l’Eurasie, leurs cousins ​​néandertaliens préféraient les forêts et les prairies tempérées plus chaudes du sud-ouest. Cependant, les déplacements de l’orbite terrestre ont entraîné des changements dans les conditions climatiques et, par conséquent, dans les modèles de végétation. Cela a déclenché la migration de ces deux espèces d’hominidés vers des habitats qui se chevauchent géographiquement, augmentant ainsi les chances de leur métissage.

Les chercheurs ont en outre utilisé les informations tirées de leur analyse pour déterminer les points chauds de contact entre les Néandertaliens et les Dénisoviens. Ils ont identifié l’Eurasie centrale, le Caucase, le Tianshan et les montagnes de Changbai comme les points chauds probables. L’identification de ces chevauchements d’habitats a également aidé les chercheurs à placer ‘Denny’ dans le contexte climatique et a même confirmé les autres épisodes connus de métissage génétique. Les chercheurs ont également noté que les Dénisoviens et les Néandertaliens auraient eu une forte probabilité de contact dans l’Altaï sibérien il y a ~ 340-290, ~ 240-190 et ~ 130-80 mille ans.

Pour élucider davantage les facteurs qui ont déclenché la “bascule de métissage est-ouest”, l’équipe a examiné le changement des modèles de végétation en Eurasie au cours des 400 000 dernières années. Ils ont observé que le CO atmosphérique élevé₂ les concentrations et les conditions interglaciaires douces ont provoqué une expansion vers l’est de la forêt tempérée dans le centre de l’Eurasie et la dispersion des Néandertaliens dans les terres de Denisovan. Au contraire, moins de CO₂ les concentrations et le climat glaciaire plus rigoureux correspondant ont potentiellement provoqué une fragmentation de leurs habitats, entraînant une moindre interaction et des événements de métissage.

“Déplacements zonaux prononcés liés au climat dans la principale région de chevauchement des Dénisoviens et des Néandertaliens en Eurasie centrale, qui peuvent être attribués à la réponse du climat et de la végétation aux variations passées du CO atmosphérique₂ et le volume de la calotte glaciaire de l’hémisphère nord, ont influencé le moment et l’intensité des événements de métissage potentiels », remarque l’auteur principal Axel Timmermann, directeur, ICCP et professeur à l’Université nationale de Pusan, en Corée du Sud.

En résumé, l’étude montre que les événements liés au climat ont joué un rôle crucial dans la facilitation du flux de gènes parmi les premières espèces humaines et ont laissé des impressions durables sur l’ascendance génomique des humains modernes.