Accouplement précoce entre le Neandertal et l’humain ?

L’analyse d’un fémur d’un Homme de Neandertal suggère qu’il y a une migration précoce d’humains hors de l’Afrique il y a 220 000 ans. Mais les preuves sont faibles.


L'analyse d'un fémur d'un Homme de Neandertal suggère qu'il y a une migration précoce d'humains hors de l'Afrique il y a 220 000 ans. Mais les preuves sont faibles.

L’ADN mitochondrial d’un fémur provenant d’un hominine européen archaïque permet de résoudre les relations compliquées entre les humains modernes et les Néandertal. Les données génétiques récupérées par l’équipe de recherche, menée par des scientifiques de l’Institut Max Planck, fournissent une chronologie pour une migration d’hominine de l’ qui s’est produite après l’arrivée des ancêtres des Néandertaliens en Europe. Et cette migration s’est faite par une lignée plus proche des humains modernes. Ces hominines se sont accouplés avec des Néandertaliens déjà présents en Europe en laissant leur marque sur l’ADN mitochondrial des Néandertal. L’étude, publiée dans Nature Communications, retrace la date possible de cet événement de 470 000 à 220 000 ans.1

Les mitochondries sont utilisées pour la production d’énergie de nos cellules. Ces mitochondries possèdent leur propre ADN qui est distinct de notre ADN nucléaire. Les mitochondries sont héritées de la mère à l’enfant et on peut donc les utiliser pour retracer les lignées maternelles et les séparations dans la population. En fait, les changements dus à des mutations de l’ADN mitochondrial dans le temps peuvent servir à distinguer les groupes et à estimer le temps qui s’est écoulé depuis que 2 individus ont partagé un , car ces mutations se produisent à des taux prévisibles.

La relation compliquée entre les Néandertaliens et les humains modernes

Les recherches antérieures sur l’analyse de l’ADN nucléaire des Néandertaliens et des humains modernes ont estimé que les 2 groupes se sont séparés il y a de 765 000 à 550 000 ans. Cependant, les études portant sur l’ADN mitochondrial ont montré une séparation beaucoup plus récente d’environ 400 000 ans. De plus, l’ADN mitochondrial des Néandertal est plus similaire aux humains modernes et il indique ainsi un ancêtre commun plus récent que celui des Denisoviens. Il y a eu un débat sur la cause de ces divergences et on a proposé qu’une migration d’hominine hors d’Afrique ait pu avoir lieu avant la dispersion majeure des humains modernes. Ce groupe d’hominine, plus étroitement lié aux humains modernes que les Néandertaliens, aurait pu introduire leur ADN mitochondrial dans la population de Neandertal en Europe grâce à un mélange génétique et la contribution d’une petite quantité d’ADN nucléaire aux Néandertaliens. Mais ce mélange n’a pas concerné les Denisovans. Cependant, il fallait plus de données pour évaluer la faisabilité de cette hypothèse et pour définir les limites temporelles de cet événement.

Ce fémur, qui montre des signes de mastication par un grand carnivore, fournit des données mitochondriques, qu'il appartient à un Neanderthal - Crédit : Oleg Kuchar © Photo Museum Ulm

Ce fémur, qui montre des signes de mastication par un grand carnivore, fournit des données mitochondriques montrant qu’il appartient à un Neanderthal – Crédit : Oleg Kuchar © Photo Museum Ulm

Le fémur d’un Néandertal déterré dans la grotte Hohlenstein-Stadel dans le sud-ouest de l’Allemagne a fourni une telle opportunité. L’os, qui montre des signes de mastication par un grand carnivore, a fourni des données génétiques mitochondriales montrant qu’il appartient à la branche de Neandertal selon Cosimo Posth de l’Institut Max Planck et auteur principal de l’étude. La datation traditionnelle par radiocarbone ne fonctionnait pas pour évaluer l’âge du fémur et on a utilisé le taux de mutation pour avoir une datation d’environ 124 000 ans. Fait intéressant, ce Néandertal surnommé « HST » par les chercheurs représente une lignée mitochondriale différente de celle des Néandertal qu’on a étudiée dans le passé. La lignée mitochondriale de HST par rapport à tous les autres Néandertaliens connus s’est séparée il y a au moins 220 000 ans. Les différences entre leurs ADN mitochondriaux indiquent qu’il y avait plus de diversité génétique mitochondriale dans la population de Neandertal. Cela suggère que la taille de la population de Néandertal était autrefois beaucoup plus grande que celle estimée pour la phase finale de leur existence.

Une migration supplémentaire des hominines de l’Afrique

L’hypothèse proposée est qu’après la divergence des Néandertal et de l’ADN mitochondrial humain moderne (daté à un maximum de 470 000 ans), mais avant que HST et les autres Neandertal divergent (daté à un minimum de 220 000 ans), un groupe d’hominines a quitté l’Afrique pour l’Europe en introduisant leur ADN mitochondrial dans la population de Neandertal. Ainsi, cette migration intermédiaire hors d’Afrique se serait produite de 470 000 à220 000 ans. Malgré la longue période de temps, ces dates fournissent une fenêtre temporelle pour la connectivité et l’interaction possible de l’hominine sur les 2 continents dans le passé selon Posth.

Cet afflux d’hominines était assez réduit pour ne pas avoir un impact important sur l’ADN nucléaire des Néandertal. Cependant, cet afflux aurait été assez important pour remplacer complètement la lignée mitochondriale existante des Néandertal, plus semblable aux Denisoviens, avec un type plus semblable aux humains modernes. Cette hypothèse réconcilie l’écart entre l’ADN nucléaire et les phylogénies d’ADN mitochondrial des hominines archaïques et l’incohérence de la période de séparation où l’humain moderne et le Neandertal se sont séparés selon Johannes Krause également de l’Institut Max Planck et auteur principal de l’étude.

Une représentation de l'hypothèse évolutive pour l'ADN nucléaire et mitochondrique dans les humains modernes et archaiques. L'ADN mitochondrique de Neanderthal analysé dans cette étuge suggère une migration intermédiaire hors de l'Afrique il y a 220 000 ans - Crédit : Annette Günzel, © Max Planck Institute for the Science of Human History

Une représentation de l’hypothèse évolutive pour l’ADN nucléaire et mitochondrique dans les humains modernes et archaiques. L’ADN mitochondrique de Neanderthal analysé dans cette étuge suggère une migration intermédiaire hors de l’Afrique il y a 220 000 ans – Crédit : Annette Günzel, © Max Planck Institute for the Science of Human History

Les données nucléaires du fémur de HST seraient essentielles pour évaluer ses relations génomiques avec les Néandertal, les Denisoviens et les humains modernes, mais il est extrêmement difficile de récupérer l’ADN nucléaire de HST en raison d’une mauvaise préservation et de niveaux élevés de contamination. Cependant, on a encore besoin de données sur un génome nucléaire de qualité de plusieurs individus pour confirmer cette vague de migration précoce des humains en dehors de l’Afrique.

Sources

1.
Posth C, Wißing C, Kitagawa K, et al. Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals. Nat Comms. 2017;8:16046. doi: 10.1038/ncomms16046

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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