Des traces des denisoviens dans l'ADN des islandais

Des traces de néandertalo-denisoviens dans l'ADN des islandais

 

Islande neandertal

L'ADN des Islandais apporte de nouvelles connaissances sur les espèces humaines disparues 
[Crédit: Université Arhuus]

 

Une équipe internationale de chercheurs a mis au point une nouvelle image des Néandertaliens basée sur les gènes que les Néandertaliens ont laissés dans l'ADN des humains modernes lorsqu'ils avaient des enfants avec eux il y a environ 50 000 ans. Les chercheurs ont découvert les nouvelles pièces du puzzle en analysant les génomes de plus de 27 000 Islandais. Entre autres choses, ils ont découvert que les femmes néandertaliennes accouchaient lorsqu'elles étaient plus âgées que les femmes homo-sapiennes de cette époque, et que les hommes néandertaliens devenaient pères lorsqu'ils étaient plus jeunes.

On sait maintenant qu'un groupe de nos ancêtres a quitté l'Afrique entre -60 000 et -50 000 ans et, il y a environ 50 000 ans, a rencontré des Néandertaliens en Europe, puis a eu des enfants avec eux.

Maintenant, une nouvelle analyse montre que les Néandertaliens ont peut-être eu des enfants avec une autre espèce humaine éteinte (Denisoviens), avant de rencontrer Homo Sapiens, et que ces enfants ont été fertiles et ont transféré des gènes des deux espèces à des hommes modernes.

" Ici, nous examinons l'effet de cet événement en utilisant 14,4 millions de fragments de chromosomes archaïques putatifs qui ont été détectés dans des séquences de génome entier entièrement phasées provenant de 27 566 Islandais, correspondant à une gamme de 56 388–112 709 fragments archaïques uniques qui couvrent 38,0–48,2% du génome appelableSur la base de la similitude avec les génomes archaïques connus, nous attribuons 84,5% des fragments à une origine Altaï ou Vindija Néandertal et 3,3% à une origine Denisovienne; 12,2% des fragments sont d'origine inconnue. Nous constatons que les Islandais ont plus de fragments de type Denisovien que prévu grâce au tri incomplet de la lignée. Cela s'explique mieux par un flux de gènes de Denisovien, soit vers les ancêtres des Néandertaliens introgresseurs, soit directement chez les humains. "

Lire la suite ci-dessous sur cette publication scientifique parue dans Nature :

L'analyse montre également que les femmes néandertaliennes vivant il y a 100 000 à 500 000 ans en moyenne sont devenues mères à un âge plus avancé que les femmes homo-sapiennes contemporaines vivant en Afrique. En revanche, les hommes de Néandertal ont engendré à un âge plus jeune que leurs cousins ​​homo-sapiens en Afrique.

Comment une analyse peut-elle montrer tout cela?

Les Néandertaliens sont peut-être éteints, mais de petits morceaux de leur ADN vivent en nous. Toutes les personnes vivant en dehors de l'Afrique ont jusqu'à 2% de gènes néandertaliens dans leur ADN.

Cependant, ces deux pour cent sont dispersés sous forme de petits fragments dans nos génomes, et tous les individus n'ont pas hérité des mêmes fragments. Les fragments sont comme des pièces d'un puzzle, et s'ils sont correctement assemblés, ils montreront une image du génome de la population néandertalienne avec laquelle l'Homo Sapiens moderne a eu des enfants.

 

Krapina neanderthal museum

 

Neandertal - Musée de Kaprina​

 

Nouvelle méthode pour trouver les pièces

Tout d'abord, bien sûr, nous devons trouver ces pièces. Et c'est précisément ce que le groupe de chercheurs du Danemark, d'Islande et d'Allemagne a fait pour produire leurs résultats, publiés dans la revue scientifique Nature .

L'un d'eux, Laurits Skov, postdoctorant du Centre de recherche en bioinformatique (BiRC) de l'Université d'Aarhus, a développé une méthode de traçage des fragments néandertaliens dans notre ADNLaurits et le doctorant Moises Coll Macia ont adopté la méthode en Islande, où la société de génétique deCODE a rassemblé des données génétiques et des informations sur la santé pour plus de la moitié de la population islandaise.

" Nous avons passé plusieurs mois chez deCODE à Reykjavik sur ce que l'on peut appeler des études sur le terrain pour un biologiste computationnel. En combinant ma méthode avec les données et l'expertise de deCODE, nous avons analysé 27 566 génomes, ce qui rend notre étude 10 fois plus grande que les études précédentes sur Les gènes néandertaliens dans l'ADN humain ", explique Laurits Skov.

Ensemble, les nombreux fragments représentent environ la moitié d'un génome néandertalien complet.

Des gènes Denisoviens égarés?

Cependant, les chercheurs ont également trouvé des fragments significatifs de matériel génétique d'une autre espèce humaine archaïque, les Denisoviens, dans l'ADN des Islandais, et ce fut une grande surprise. Jusqu'à présent, les gènes denisoviens ont été principalement trouvés chez les aborigènes d'Australie, les Asiatiques de l'Est et les habitants de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Alors, comment ces gènes se sont-ils retrouvés dans l'ADN des Islandais ? Et quand ?

Sur la base de la distribution des gènes et des mutations, les chercheurs ont proposé deux explications possibles.

Soit les Néandertaliens ont eu des enfants avec des Denisoviens avant de rencontrer l'Homo Sapiens. Cela signifierait que les Néandertaliens avec lesquels Homo Sapiens a eu des enfants étaient déjà des hybrides, qui ont transféré les gènes de Néandertal et de Denisovan aux enfants.

" Jusqu'à présent, nous pensions que les Néandertaliens modernes avaient eu des enfants avec des Néandertaliens " purs ". Il est vrai que les chercheurs ont trouvé les restes d'un hybride entre Denisoviens et Néandertaliens dans une grotte en Asie de l'Est, mais nous ne savons pas si il y avait plus de ces hybrides et si, des milliers d'années plus tard, ils avaient des enfants avec des humains modernes ", explique le professeur Mikkel Heide Schierup de la BiRC.

Ou Homo Sapiens a rencontré des Denisoviens bien avant de rencontrer les Néandertaliens. Jusqu'à présent, on a pensé que les humains modernes ont rencontré les Néandertaliens et ont d'abord eu des enfants avec eux, et ce n'est que des dizaines de milliers d'années plus tard qu'ils ont eu des enfants avec des Denisoviens.

" Les deux explications sont tout aussi probables, et les deux explications seront des nouvelles scientifiques ", explique Mikkel Heide Schierup.

Gènes néandertaliens de peu d'importance

L'étude montre également que l'ADN néandertalien n'a pas une grande importance pour l'homme moderne.

" Nous avions déjà pensé que de nombreuses variantes de l'homme de Neanderthal trouvées précédemment dans l'ADN humain moderne étaient associées à un risque accru de maladies. Cependant, notre étude montre que les variantes du gène humain situées directement à côté des gènes de l'homme de Neanderthal sont de meilleures explications du risque. Nous avons également trouvé quelque chose qui ne peut être expliqué que par les gènes néandertaliens, mais cela ne signifie pas grand-chose ", explique Mikkel Heide Schierup. (YH: ?)

Les propriétés et les risques de maladies qui peuvent être liés à l'ADN de Néandertal sont : un risque légèrement inférieur de cancer de la prostate, des niveaux inférieurs d'hémoglobine, une longueur corporelle inférieure (un millimètre) et une coagulation du plasma sanguin légèrement plus rapide.

" Une comparaison intra-individuelle et appariée de fragments archaïques avec des fragments synténiques non archaïques a révélé que, bien que le taux global de mutation ait été similaire chez les humains et les Néandertaliens pendant les 500 000 ans où leurs lignées étaient séparées (YH : les deux lignées proviennent d'un ancêtre commun), il y avait des différences dans les fréquences relatives des types de mutations - peut-être en raison des intervalles de génération différents pour les hommes et les femmes. Enfin, nous avons évalué 271 phénotypes, rapportons 5 associations entraînées par des variantes dans des fragments archaïques et montrons que la majorité des associations précédemment signalées sont mieux expliquées par des variantes non archaïques."

 

Sources : Université d'Aarhus [23 avril 2020]

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2225-9 - Skov, L., Coll Macià, M., Sveinbjörnsson, G. et al. La nature de l'introgression néandertalienne révélée par 27 566 génomes islandais. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2225-9 - Les figures et tableaux de l'étude sont en bas de la page.

https://archaeologynewsnetwork.blogspot.com/2020/04/icelandic-dna-jigsaw-puzzle-brings-new.html

 

Sur le génome des derniers néandertaliens : 

Grâce à une méthode mise au point à l’institut Max-Planck de Leipzig, Mateja Hajdinjak a réussi à séquencer les génomes de cinq Néandertaliens, dont quatre tardifs provenant d’Europe occidentale – un de France, deux de Belgique et un de Croatie – et un, plus ancien, du Caucase russe. Ce n’est pas rien : auparavant, nous disposions seulement du génome d’une Néandertalienne qui vivait dans l’Altaï sibérien il y a environ 100 000 ans, ceux, partiels, de trois individus d’El Sidrón, en Espagne, datant d’il y a 40 000 à 50 000 ans et celui d’un individu mort il y a 44 000 ans dans la grotte de Vindija, en Croatie. Les nouveaux génomes datent d’entre 39 000 et 49 000 ans et nous renseignent sur la génétique des derniers Néandertaliens d’Europe.

On sait que les derniers Néandertaliens d’Europe occidentale vivaient à une époque d’oscillations climatiques extrêmes, qui ont rendu leur survie très difficile. Les auteurs de l’étude en déduisent que la proximité génétique entre Est et Ouest de l’Europe peut s’expliquer de deux façons : soit certains Néandertaliens occidentaux se sont réfugiés dans le Sud-Est pendant les phases les plus froides, soit l’Ouest de l’Europe a été repeuplé par des Néandertaliens de l’Est après ces mêmes phases. Quelle que soit la bonne explication, elle traduit une fois de plus que les Néandertaliens étaient des chasseurs-cueilleurs très mobiles et très résilients, ce que nous savons bien.

Ces nouveaux travaux montrent que les Néandertaliens tardifs n’ont pas de gènes nucléaires sapiens en eux, ce qui est une énigme pour les chercheurs.​ Cela apparaît d’autant plus problématique que ces Néandertaliens vivaient entourés de primo-arrivants sapiens. Une hybridation tardive entre les deux espèces était donc possible et semble plus que plausible. De fait, elle a bien eu lieu : en 2015, l’une des signataires de la nouvelle étude génétique a découvert que 8 % des gènes nucléaires contenus dans le fossile roumain Oase 1 d’un individu sapiens mort il y a quelque 40 000 ans étaient néandertaliens. Pour autant, Mateja Hajdinjak et ses collègues relèvent aussi que les gènes néandertaliens des Européens actuels ne sont pas proches de ceux des Néandertaliens tardifs d’Europe. Tant cette distance génétique que l’absence énigmatique de gènes sapiens chez les Néandertaliens tardifs s’expliquent alors si l’on fait – et valide – deux hypothèses : d’une part, que le métissage a surtout induit des flux géniques dans le sens H. neanderthalensis ➞ H. sapiens ; d’autre part que le principal événement d’hybridation s’est produit hors d’Europe bien avant l’arrivée de nos ancêtres sur ce continent. Au Proche-Orient sans doute.

Source : https://www.pourlascience.fr/sd/prehistoire/les-genes-des-derniers-neandertaliens-reveles-13287.php

D'après leur ADN mitochondrial, les hommes de Neandertal se ressemblaient beaucoup, mais étaient très différents de l'homme moderne, tout en étant bien plus proches de ce dernier que du chimpanzé. Ce résultat s'accorde avec ce que les paléoanthropologues ont déduit des données anatomiques tirées des ossements...

 

Crane neandertalienetcrane hommemoderne cranes fossiles

Comparaison entre un crâne de néandertalien (plus allongé à gauche) et un crane d'homme modenr (à droite)

 

https://lejournal.cnrs.fr/articles/neandertal-le-cousin-rehabilite

« Contrairement à Homo sapiens, qui à l’origine est une espèce africaine, Neanderthal n’est pas arrivé en Europe. Il s’est différencié progressivement sur place il y a quelque 600 000 ans, à partir d’une espèce déjà présente sur le continent appelée Homo heidelbergensis – que certains de mes collègues n’estiment pas utile de distinguer des Néandertaliens, précise Silvana Condemi. Il occupe l’Europe où il s’individualise pendant une longue période, plus de 400 000 ans, survivant à plusieurs épisodes glaciaires et à plusieurs crises démographiques. Il y a environ 100 000 ans, il sort de son berceau européen pour rejoindre le Proche-Orient – où il s’accouple avec nos ancêtres qui viennent de sortir d’Afrique – et l’Asie, où l’on retrouve sa trace jusqu’en Sibérie et où il s’est croisé avec une autre espèce humaine locale révélée par la paléogénétique : l’homme de Denisova. » La longévité et l’extension géographique de l’espèce démentent clairement la hiérarchie implicite qui, plaçant Homo sapiens au pinacle, faisait de Neanderthal un « raté » de l’évolution. Si les Néandertaliens ont perduré un demi-million d’années, conquérant tout l’Ancien Monde à l’exception de l’Afrique et de l’Extrême-Orient, c’est bien qu’ils ont longtemps été parfaitement adaptés à leur milieu. "

On venait de dater à près de 178 000 ans des constructions manifestement d’origine humaine réalisées à partir de stalagmites brisées et rassemblées dans la grotte de Bruniquel, dans le sud-ouest de la France. « D’un seul coup, on a reculé d’à peu près 130 000 ans l’appropriation du monde souterrain par l’humanité », explique Jacques Jaubert, professeur de préhistoire à l’université de Bordeaux. En vérité, Bruniquel démontre bien plus qu’un simple passage de Neanderthal dans les grottes. « On ne se rend pas compte, à moins d’être spéléologue, de la difficulté qu’il y a à évoluer dans ce monde-là : il faut quand même cheminer pendant plus de 300 mètres dans la plus totale obscurité, précise Jacques Jaubert. Ce n’est pas anodin car cela implique, en plus de savoir où l’on va, de maîtriser un système d’éclairage portatif. Or jusqu’à présent, les vestiges de lampes avérés étaient tous plus récents que 35 000 ans. »

En outre, et c’est probablement ce que la découverte a de plus spectaculaire, on a mis pour la première fois au jour des structures et des constructions néandertaliennes souterraines« Ils ont été sous terre et ils y ont aménagé l’espace, souligne le chercheur, il s’agit manifestement d’un projet collectif où des gens ont choisi quelles stalagmites arracher, les ont calibrées et les ont utilisées pour construire des structures annulaires pérennes. » Jacques Jaubert se garde toutefois de toute surinterprétation de ces réalisations : « Les éléments actuellement à notre disposition ne nous permettent que des conjectures tant sur les motivations des constructeurs que sur la fonction réelle de ces constructions. Habitation ? Dispositif de rétention d’eau ? Lieu de culte ? On n’en sait rien pour l’instant.

Des travaux récents, dirigés par le généticien Lluis Quintana-Murci, indiquent même que nous avons hérité de Néanderthal une partie de notre système immunitaire : un legs génétique qui s’est probablement avéré très précieux quand notre espèce, tout juste sortie d’Afrique, s’est répandue en Europe où elle a dû affronter de nouveaux parasites et pathogènes. D’autres études ont montré qu’il possédait également la version du gène FOXP2 que l’on sait impliquée dans la capacité à produire un langage articulé« La génétique est venue étayer ce que les paléoanthropologues envisageaient déjà à partir des analyses anatomiques fournies par de nouvelles techniques d’imagerie : Néanderthal utilisait probablement un langage. Il apparaît en effet qu’il possédait les structures que notre propre espèce utilise pour produire et comprendre le langage : un os hyoïde qui rendait possible la vocalisation, une oreille interne capable de percevoir les phonèmes et un cerveau montrant des structures similaires à celles de Broca et de Wernicke », précise Silvana Condemi.

Tout indique aujourd’hui que Néandertal était un très bon chasseur, capable de traquer petit et gros gibier, mais qu’il lui arrivait aussi de se nourrir de végétaux et de fruits de mer, qu’il maîtrisait parfaitement le feu, qu’il inhumait parfois ses morts, qu’il pouvait s’approprier les espaces souterrains comme à Bruniquel et qu’il avait su développer des technologies complexes pour fabriquer ses outils.

« Plusieurs travaux, notamment ceux de Francesco d’Errico, directeur de recherche au Pacea, indiquent que Néandertal avait lui aussi des préoccupations esthétiques puisqu’il collectait des coquillages, des serres d’aigle ainsi que des pigments tels que l’ocre ou le manganèse », rappelle Bruno Maureille. De plus, même si son interprétation demeure controversée, la récente découverte à Gibraltar d’une gravure rupestre vieille de 39 000 ans attribuée à Néandertal (et ressemblant étrangement à un hashtag) a procuré un nouvel argument à ceux qui pensent que notre espèce n’a pas été la seule à développer une pensée symbolique.

Anatomie :

Homo sapiens      

Homo neandertalensis

- Forme générale arrondie avec une voûte craniale haute
- Volume encéphalique moyen de 1350 cm3
- Front bombé
- Bourrelet sub-orbitaire peu prononcé
- Face verticale
- Mâchoire en retrait, sous la face (absence, ou presque de prognatisme)

- Présence d'un menton
Crâne sapiens   Crâne neandertal

- Forme générale du crâne étiré vers l'arrière et avec une voûte basse. Présence d'un "chignon" sur l'occipital (arrière du crâne) .
- Volume encéphalique de 1500 à 1750 cm3
- Front plat
- Bourrelet sub-orbitaire très prononcé
- Mâchoire projetée vers l'avant
Fort prognathisme
- Dentition large et épaisse
- Pas de menton

 

Les Néandertaliens sont de corpulence souvent très massive et robuste : 90 kg et 1,65 m en moyenne pour les hommes et 70 kg et 1,55 m pour les femmes (des individus auraient atteint 1,90 m) - Bernard Vandermeersch et Maureille, B. (2007) - Les Néandertaliens, biologie et cultures, Paris, Éditions du Comité des travaux historiques et scientifiques, Documents préhistoriques 23, 342 p. - L'ensemble de leur structure (os épais avec corticale développée) et leurs attaches musculaires laissent supposer une grande force physique. Les règles écologiques de Bergmann (corps plus massif qui réduit la déperdition de chaleur) et d'Allen (membres courts qui réduisent également cette déperdition) s'appliquent parfaitement aux néandertaliens dont l'anatomie est une adaptation aux climats froids. YH : rappelons que l'homme moderne comporte actuellement des spécifités tels que les pygmées, avec une taille moyenne de 1,70 m, il n'y a aucune raison que la même chose n'ait pas existé chez les néandertaliens, en fait...

La couleur de la peau

Les conditions requises pour que de la peau humaine se soit conservée sur une période aussi longue que le paléolithique sont impossibles. La couleur de la peau de nos ancêtres ne peut être déterminée que par déduction et observation de la répartition géographique de la pigmentation actuelle.
Neandertal qui a occupé les hautes latitudes de l'Europe et de l'Asie pendant plus de 300 000 ans devait avoir développé une peau plutôt claire. Une étude dirigée par Charles Lalueza-Fox (Université de Barcelone - octobre 2007) semble démontrer que les néandertaliens pouvaient même avoir une peau très claire et des cheveux roux.
A l'inverse les premiers Homo sapiens venant du continent africain devaient posséder une peau plus foncée en corrélation avec le climat. Nous n'avons pas de données concernant le temps nécessaire à la dépigmentation du fait de leur installation sous des contrées moins ensoleillées.

Les études sur le génome de Néanderthal se multiplient depuis une dizaine d'années. En particulier, l'institut Max Planck a décrypté entièrement l'ADN MT néandertalien en 2008. Depuis cette date les études croisées de génome montrent que les espèces Homo sapiens et Homo néandertalensis se sont croisés et que l'homme moderne garde en lui une partie de l'ADN néandertalien.
Aujourd'hui encore, chaque individu (en dehors des populations africaines subsahariennes) partage entre 3 et 4% de son ADN avec Néandertal. Et si l'on prend la population globale nous partageons presque 20% de notre génome.

Rites funéraires

Sapiens et Neandertal enterraient tous les deux leurs morts. Chaque sépulture ayant ses caractéristiques propres il n'est pas possible d'établir si il existait des rites propres à chaque espèce. Les ossements humains sont parfois accompagnés de restes d'animaux (reste de cerfs à Qafzeh, sanglier à Skhul), reposent sur une litière végétale (Shanidar), sont recouverts d'une dalle de pierre (La Ferrassie, le Regourdou). Les sépultures peuvent être simples (une seule sépulture), comme à la Chapelle-aux-Saints ou multiples comme à la Ferrassie qui contient 8 squelettes allant d'individus périnatals à des adultes.

 

Art attribué à Neandertal

Masque Moustérien attribué à Neandertal

Parure neandertakienne d'Arcy sur Cure

Une "proto-figurine" dont le silex a été retouché pour accentuer la figuration du visage (-30 000 ans) Parure réalisée à partir de dents animales et d'ivoire, retrouvée à Arcy-sur-Cure, et datée de - 35 000 ans.

 

Art

Si la production artistique d'Homo sapiens est plus connue que celle d'Homo neandertalensis, il ne faut pas croire que ce dernier n'avait pas de velléités artitisques !

L'utilisation d'ocre a souvent été observée sur des sites et des sépultures neandertaliens. Cette couleur a pu être utilisée sur des supports organiques (bois, cuirs...) qui ont été détruits par le temps ou directement sur la peau des hommes. La grotte du Rennes à Arcy-sur-Cure a délivré une parure réalisée en dents animales. A l'entrée de la grotte de La Roche-Cotard on a retrouvé un masque néanderthalien datant de 32 à 35 000 ans. D'une façon générale, l'art néandertalien est toujours mobilier, c'est-à-dire qu'il se porte sur le corps comme des parures, etc. L'étude des pigments de la grotte du Renne à Arcy-sur-Cure (Salomon et al. 2008) permet de conclure que les néandertaliens ont utilisé des couleurs sur les peaux (vêtements, tentes) bien avant qu'elles n'aient été utilisées pour les peintures rupestres, et étaient donc capables d'ajouter une dimension symbolique aux objets de leur quotidien.

CNRS :

https://www.sciences-faits-histoires.com/blog/archeologie/neanderthal-france-des-dessins-et-un-masque.html

 

YH : Notons la possible découverte d'un hybride néandertalien-homme moderne au Portugal en 1998, daté de - 25 000 ans :

https://www.hominides.com/html/ancetres/lagar-velho-enfant.php

 

Yves Herbo et Traductions, Sciences-Faits-Histoires, 07-05-2020

 

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