Néandertal et Cro-Magnon auraient mélangé leurs gènes

Une nouvelle étude confirme que des gènes de Néandertal subsistent aujourd’hui chez les populations hors de l’Afrique sub-saharienne. Il y aurait bien eu hybridation en Europe il y a quelques dizaines de milliers d’années, comme d’autres études l’avaient montré.

Sur le chromosome X des populations asiatiques, australiennes et européennes, on retrouve aujourd’hui des séquences génétiques qui proviendraient de l’Homme de Néandertal. C’est que qu’affirme Damian Labuda, du département de pédiatrie de l'université de Montréal et du Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, et ses collègues dans un article récent publié dans Molecular Biology and Evolution. Cette présence serait la preuve d’une hybridation qui aurait eu lieu en Europe quand les deux espèces humaines, Homo sapiens et Homo neanderthalensis, ont cohabité durant des dizaines de milliers d'années.


L’idée n’est pas nouvelle. L’hypothèse avait été formulée depuis longtemps mais les premières confirmations ont attendu l’analyse des restes d’ADN dans les os fossilisés. Ces longues molécules résistent mal au temps mais, quand les conditions de conservation ont été excellentes (enfouissement rapide par exemple), des fragments de petites tailles peuvent se trouver encore au sein de l’os. L’extraction est difficile et le plus grand écueil est celui d’une contamination par des ADN venus d’ailleurs : animaux, bactéries mais aussi les découvreurs et les expérimentateurs. En 2006, l’équipe de Catherine Hänni (laboratoire Paléogénomique et évolution moléculaire, à l’ENS de Lyon) parvenait à analyser des restes d’ADN extraits d’une molaire d’un jeune néandertalien. Il s’agissait d’ADN mitochondrial, c’est-à-dire provenant des mitochondries, petits organites cellulaires qui ne se transmettent à la génération suivante que par la mère.

À l'Institut Max Planck (Leipzig, Allemagne), Svante Pääbo a pris le problème à bras-le-corps et parvenait à séquencer une grande partie du génome de l’Homme de Néandertal, donc l’ADN du noyau cette fois. En 2010, les résultats de ce travail, décrit dans Science, faisaient grand bruit, prouvant l’hybridation durant la période de cohabitation en Europe entre les deux espèces, ou sous-espèces si l’on s’en tient stricto sensu à la définition officielle selon laquelle deux organismes d’espèces différentes ne peuvent avoir de descendants fertiles. Les résultats montraient en effet que 2 % du génome de H. neanderthalensis se retrouve aujourd’hui chez les populations d’origine d’Europe et d’Asie, alors qu’aucun gène commun n’a été retrouvé avec les populations d’origine africaine.



La preuve d’un mélange

Aujourd’hui, l’étude menée par l’équipe de Damian Labuda parvient à la même conclusion mais par une autre voie. Il y a dix ans, ces chercheurs ont découvert sur le chromosome X une partie de l’ADN (un haplotype, c’est-à-dire une ensemble de gènes installés sur le même chromosome) qui semblait très différent du reste du chromosome. Après le séquençage de 2010 du génome néandertalien, Damian Labuda et ses collègues ont repris leur étude sur cet haplotype, le caractérisant chez 6.092 humains actuels. L’étude qui vient d’être publiée affirme que cette séquence d’ADN est présente chez les néandertaliens et chez les humains d’aujourd’hui excepté les populations de l’Afrique sub-saharienne.


« Cet article est très intéressant, commente Marylène Patou-Mathis, spécialiste (et passionnée) de l’Homme de Néandertal, responsable de l’Unité d’Archéozoologie du Laboratoire de préhistoire du Muséum et responsable des collections ostéologiques (faune) de l'Institut de paléontologie humaine. Il confirme par une autre méthode – et cela n'est pas inutile pour ces questions génétiques ! –, les résultats de l'article du 7 mai 2010, à savoir que les non-Africains actuels possèdent des gènes de néandertaliens et qu'un croisement a bien eu lieu entre des néandertaliens et des Homo sapiens avant l'arrivée de ces derniers en Europe, vers 43 à 45.000 ans. »

C’est en effet l’histoire d’une rencontre. Les ancêtres des Hommes de Néandertal ont quitté l’Afrique quelque part entre 400.000 et 800.000 ans et se sont installés en Europe. Bien plus tard, les ancêtres de l’Homme moderne, qui avait eux aussi beaucoup voyagé, ont rencontré les néandertaliens, quelque part au Proche-Orient ou en Anatolie. En Europe, les deux populations ont cohabité jusqu’à environ -30.000 ans, époque à laquelle on perd la trace de Néandertal. L’hypothèse qui se confirme est donc que ces deux familles d’humains n’ont pas fait que s’entretuer mais ont aussi fait des enfants. Comme le soulignent les chercheurs, pour des organismes vivants, l’hybridation est un apport de gènes nouveaux et ce mélange est toujours bénéfique…

L’Homme de Néandertal est un rustre qui vivait en concurrence avec l’Homme moderne. Son incapacité à s’adapter aurait causé sa perte. Ces trois idées reçues pourraient voler en éclat. Une modélisation informatique conclut en effet que Néandertal avait un comportement aussi sophistiqué que le nôtre. C'est justement pourquoi il se serait hybridé avec notre espèce et donc pourquoi il aurait disparu...

L’Homme de Néandertal, Homo neanderthalensis, n’est ni l’ancêtre, ni un descendant de l’Homme moderne Homo sapiens. Ces deux homininés auraient cohabité plus de 10.000 ans durant la fin de la dernière glaciation, jusqu’à ce que H. neanderthalensis disparaisse il y a environ 30.000 ans. Mais au fait, pourquoi a-t-il disparu ?

De nombreuses hypothèses existent. On dit qu'il aurait eu des capacités intellectuelles, d’adaptation et culturelles, inférieures aux nôtres. Il aurait perdu contre l’Homme moderne dans des luttes de territoires. Raisonnement plus radical : Homo sapiens pourrait avoir commis un génocide en exterminant ses concurrents. Ces trois possibilités s’appuient sur la supériorité de notre espèce.

Face à la grande diversité des hypothèses proposées, Michael Barton, de l’université d’État de l’Arizona, et ses collègues ont développé un modèle basé sur l'observation de 167 fossiles ou de preuves de vie trouvés en Europe orientale. En tenant compte également du climat de l'époque, ce programme informatique a examiné la manière dont les homininés ont migré et évolué biologiquement et culturellement durant la fin du Pléistocène (entre 128.000 et 11.500 ans avant notre ère). Les résultats, publiés dans Human Ecology, confirment une nouvelle hypothèse proposée en 2010. L’Homme de Néandertal et l’Homme moderne se seraient mélangés. Nous partagerions en effet 2 à 4 % de notre génome en commun.

Face aux changements climatiques importants survenus il y a 40.000 ans, l’Homme de Néandertal aurait été en mesure de s’adapter. Il aurait migré vers des lieux plus propices à sa survie. L’Homme moderne agissant de manière identique, les deux espèces pourraient avoir partagé de plus en plus d’interactions biologiques et culturelles. Ils chassaient sur les mêmes territoires, buvaient dans les mêmes points d’eau et vivaient parfois dans les mêmes lieux (exemple : la grotte aux fées il y a 38.000 ans). Homo neanderthalensis a donc su s’adapter aux conditions climatiques et à la présence de l’Homme moderne. Il était plus souple et astucieux que prévu. Mais pourquoi a-t-il disparu alors ?

Selon le modèle, l’augmentation du nombre d’interactions pourrait être mise en relation avec l’extinction de l’espèce. Les deux homininés se seraient tellement bien entendus que ces deux espèces se seraient hybridées. Des unions qui auraient eu lieu au détriment de la majeure partie du génome de l’Homme de Néandertal. Les résultats de ce modèle basé sur des variables biologiques, comportementales et environnementales viennent donc confirmer l’hypothèse émise en 2010 sur la base d'études moléculaires. Les deux espèces se seraient mélangées.

Pourquoi n’a-t-on jamais découvert d’hybrides ? Ils ont probablement été trouvés mais ont ensuite été considérés comme appartenant à l'une des deux espèces. En effet, comment reconnaître un hybride lors d’études morphologiques ?

L’utilisation de modèles informatiques fournit des résultats objectifs dépourvus d’aprioris. Selon cette nouvelle étude, l’Homme de Néandertal aurait été absorbé biologiquement et culturellement par l’Homme moderne. Ces deux espèces devaient avoir des comportements similaires. C'est pourquoi l'Homme de Néandertal se serait volontiers hybridé avec l'Homme moderne. Présent en minorité dès le début, il aurait disparu progressivement au cours du temps. Finalement, il n’était pas si rustre que cela.

Bien sûr, une modélisation ne donne pas des certitudes, mais des probabilités…

Une étude génétique réalisée par des chercheurs américains et allemands, et publiée en octobre dans PLoS genetics, renforce l’hypothèse de croisements entre Néandertaliens et Hommes anatomiquement modernes après la sortie d’Afrique de ces derniers, il y a quelques dizaines de milliers d’années.

L’étude
Des généticiens de Harvard (Massachussetts) et de l'Institut Max Planck (Leipzig, Allemagne) dirigés par le Dr Sriram Sankararaman, ont étudié, chez des Européens d’aujourd’hui, certaines séquences d’ADN dont on sait depuis 2010 qu’elles sont également présentes chez Néandertal – signe d’un ancien flux génétique entre Homo neanderthalensis et Homo sapiens. Les chercheurs ont mesuré, pour ces parties du génome, l’extension du déséquilibre de liaison (linkage disequilibrium, LD) : une conséquence de la recombinaison des gènes lors de la formation des gamètes qui, à chaque nouvelle génération, altère la longueur des séquences génétiques. L’équipe a ainsi pu établir la date probable du dernier échange génétique entre les deux espèces.

Deux hypothèses à départager
Cette étude s’inscrit à la suite des recherches antérieures de l’Institut Max Planck, qui, en 2010, avait mis en évidence des variantes génétiques communes à Néandertal et aux populations actuelles d’Europe et d’Asie, mais très peu représentées chez les Africains modernes. Les généticiens proposaient jusqu’à aujourd’hui deux hypothèses pour expliquer cela. La première : la rencontre et le métissage occasionnel entre Homo sapiens, sortant d’Afrique il y a environ 60 000 ans, et Néandertal, déjà établi au Proche-Orient. La seconde : l’existence de ces gènes chez une partie de la population ancêtre des deux espèces, en Afrique, il y a plusieurs centaines de milliers d’années, avec le départ vers l’Eurasie de la majorité de ces ‘porteurs’, qui deviendront les pré-Néandertaliens. Il s’agissait donc, dans cette nouvelle étude, de départager ces deux modèles.

Les conclusions
« Ces hypothèses entraînent des prédictions différentes quant à la date du dernier échange de gènes entre [la lignée] des ancêtres des Néandertaliens et [celle] des non-Africains modernes », expliquent les chercheurs. Forts de leurs nouveaux résultats, ils livrent leur verdict : « le dernier flux génétique Néandertal à sapiens doit avoir eu lieu voici 37 000 à 86 000 ans, et plus probablement il y a 47 000 à 65 000 ans. Cela confirme l'hypothèse d’un métissage récent et suggère qu’il s'est produit quand les humains modernes, détenteurs des technologies du Paléolithique supérieur, ont rencontré les Néandertaliens en s’étendant hors de l'Afrique ».