De l’ADN vieux de 400.000 ans complique l’histoire de l’Homme

De l’ADN vieux de 400.000 ans complique l’histoire de l’Homme

Le plus vieux génome d'hominidé séquencé a 400.000 ans. Il a été extrait de mitochondries trouvées dans ce fémur d'Homo heidelbergensis. © Javier Trueba, Madrid Scientific Films

Près de 400.000 ans : voici l’âge de l’ADN mitochondrial qui vient d’être intégralement séquencé. Il a été extrait du fémur d’un hominidé découvert en Espagne dans les années 1990. Surprise : bien que morphologiquement proche de l’Homme de Néandertal, cet inconnu aurait plus d’affinités génétiques avec l’Homme de Denisova. Lequel, pourtant, a vécu en Sibérie plusieurs milliers d’années plus tard.

Au cours du temps, l’ADN d’un être mort se dégrade progressivement, à une vitesse qui dépend des conditions dans lesquelles la dépouille est conservée. En d’autres termes, il se fragmente en une multitude de séquences nucléotidiques de plus en plus petites, au grand dam des paléogénéticiens. En effet, ce processus limite l’âge maximal des séquençages pouvant être réalisés sur des restes humains ou animaux. Cependant, les spécialistes ne s’avouent pas vaincus pour autant.

Ainsi, plusieurs laboratoires cherchent à améliorer les techniques d’extraction de l’ADN fossile, notamment pour mieux saisir les séquences nucléotidiques qui ne font que quelques dizaines de paires de bases. Et le succès est au rendez-vous. Pour preuve, en septembre dernier, l’ADN mitochondrial d’un ours des cavernes mort voici 300.000 ans a intégralement été présenté à la communauté scientifique. Cet animal avait été exhumé de la Sima de los huesos, une grotte tempérée et humide qui se situe dans la sierra d’Atapuerca (Espagne).

Ce site est bien connu des anthropologues, puisque des restes de 28 Homo heidelbergensis y ont également été trouvés depuis le début des fouilles en 1978. Parmi eux figure un fémur exhumé dans les années 1990. Ce jour, nous venons d’apprendre que des chercheurs ont non seulement réussi à en extraire de l’ADN mitochondrial, mais qu’ils sont aussi parvenus à le séquencer dans son intégralité. Or, cet os est vieux d’environ 400.000 ans ! Présenté dans la revue Nature, cet exploit est une fois encore l’œuvre de l’équipe dirigée par Svante Pääbo du Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology (Allemagne).

Les 28 Homo heidelbergensis découverts dans la Sima de los huesos (Espagne) ont vécu voilà 300.000 à 400.000 ans, au Pléistocène moyen. De nos jours, la grotte se caractérise par une température constante de 10 °C et par un taux d'humidité proche de la saturation. © Javier Trueba, Madrid Scientific Films

La morphologie et la génétique divergent une fois de plus

Ce génome mitochondrial a été comparé à celui d’autres représentants du genre Homo. Les résultats ont laissé certains spécialistes sans voix. Morphologiquement, Homo heidelbergensis ressemble à l’Homme de Néandertal qui a vécu dans la même région, mais quelques milliers d’années plus tard. D’ailleurs, pour quelques experts, le second descendrait du premier.

Génétiquement… c’est une toute autre histoire. En effet, les hominidés de la Sima de los huesos seraient plus proches des Hommes de Denisova, le groupe frère des néandertaliens qui s’est épanoui dans le sud-est de la Sibérie, donc à des milliers de kilomètres de l’Espagne. Cette découverte a tout simplement apporté plus de questions que de réponses, car il est difficile de l’expliquer.

De l’ADN nucléaire extrait d’ici un an ?

À partir de là, chacun y va de sa petite théorie. Pour sa part, Svante Pääbo a rappelé que la comparaison des génomes des Hommes de Denisova et de Néandertal a montré qu’ils ont un ancêtre commun qui a vécu voici 700.000 ans. L’Homme de la Sima de los huesos pourrait avoir appartenu à cette population fondatrice, qui avait alors une distribution eurasienne.

Ainsi, les Néandertaliens et les Dénisoviens auraient théoriquement reçu un patrimoine génétique mitochondrial similaire, mais les premiers l’auraient ensuite perdu. Rappelons-le, l’ADN mitochondrial se transmet uniquement par la mère. Ainsi, il est possible qu’une néandertalienne ait donné naissance à un fils qui se serait hybridé avec une femelle d’une autre espèce, ce qui aurait fait disparaître les gènes retrouvés en Espagne (Homo heidelbergensis) et dans la molaire de la fille morte dans la grotte de Denisova voici 30.000 à 50.000 ans.

Pour y voir plus clair, l’équipe allemande s’est déjà remise au travail, avec pour objectif d’extraire de l’ADN nucléaire du fémur d’ici un an. Puisqu’il est transmis par les deux parents, celui-ci fournit de meilleures informations sur l’histoire évolutive d’une population. Il faut avouer que les défis à relever sont nombreux. Souhaitons leur bonne chance.

Par Quentin Mauguit, Futura-Sciences

De leurs côtés, les professeurs russes Anatole A. Klyosov et Igor L. Rozhanskii développent depuis quelques années des travaux très intéressants sur l'ADN du Caucasien (et les découvertes d'ADN de Denisoviens de 400.000 ans en Espagne pourraient intéresser leurs théories), et ces derniers semblent amener le renouvellement de la question : L'Homme Moderne est-il bien né en Afrique ? - attention, c'est très technique et je ne traduit que l'essentiel... voir le document pdf pour des schémas très intéressants et d'autres explications techniques.

Ré-examen de la théorie «Out of Africa» et de l'origine des Europeoids (Caucasoïdes) à la lumière de la Généalogie de l'ADN

" Cette étude porte sur l'origine des Humains anatomiquement modernes (Homo Sapiens Sapiens), qui appartiennent vraisemblablement aux haplogroupes chromosomiques Y de A à T selon la classification établie dans la génétique humaine et de la phylogénie de l'ADN de l'homme. Ce document 1 ) présente un calendrier pour l'origine de Europeoids ( Caucasoïdes) ; 2 ) d'identifier avec certitude leur position parmi toutes les haplogroupes (tribus) connus aujourd'hui sur l'arbre des haplogroupes et 3) apporter la preuve qu'il faut réexaminer la validité du concept de "La sortie d'Afrique".

" La principale différence de notre approche par rapport à celles connues dans la génétique humaine, c'est que notre méthodologie est basée sur l' identification des branches d'haplotypes dans chaque haplogroupe et sa sous-clade (chaque branche provient de son unique ancêtre commun), et, dans chaque cas, est calculé un laps de temps à partir d'un ancêtre commun de la branche en vérifiant que la branche est effectivement dérivée d'un ancêtre commun et en utilisant les critères décrits dans (Klyosov , 2009a ; Rozhanskii & Klyosov , 2011; Rozhanskii , 2011). Par conséquent, nous avons obtenu une chronologie de toutes les branches disponibles dans chaque haplotype et entièrement dans leur ensemble - de A à T (dans la classification actuelle). En d'autres termes, pour chaque haplotype nous avons identifié avec succès sa place dans l'ensemble du système de multi-haplogroupes de l'humanité. Il est raisonnable de supposer que les haplotypes de l'ensemble de l'humanité forment un système continu, quoique interrompu localement par la population des " goulots d'étranglement " qui perturbent essentiellement les haplotypes fabriqués au départ en continu. Ce tissu peut être reconstruit à partir de ses fragments, de la même manière que la cinétique des réactions chimiques peuvent être reconstruites sur la base de relativement peu de points expérimentaux. Cette analogie est assez proche puisque les mutations dans les haplotypes obéissent aux mêmes lois de la cinétique chimique, cela a été discuté dans le premier article de cette série ( Rozhanskii & Klyosov , 2011).

Merci en grande partie aux généticiens, le concept de l' « Out of Africa» (la sortie d'Afrique de l'Homme Moderne) a été popularisé au cours des deux dernières décennies, mais il n'a jamais été directement prouvé, mais, pour de nombreux spécialistes sa logique était indéniablement convaincante. Le concept repose principalement sur l'hypothèse que l'Afrique possède la plus forte variabilité ou la variance de l'ADN humain et de ses segments. Ceci à part, ce n'est pas un argument de poids en raison qu'un mélange de différentes lignées d'ADN se traduit également par une forte variabilité et, comme nous le montrons ci-dessous, c'est en grande partie ce qui se passe en Afrique. En outre, un écart existe entre la génomique des Africains et des non-Africains, qui a également été interprété comme un argument que ces derniers sont descendus des Africains. Une interprétation plus plausible aurait été que les deux Africains actuels et les non-Africains descendent séparément à partir d'un plus ancien ancêtre commun, formant ainsi une fourchette proverbiale. Une région où cet ancêtre commun serait né en aval ne serait pas nécessairement en Afrique. En fait, il n'a jamais été prouvé qu'il a vécu en Afrique.

La recherche sur cette question a servi de base pour le sujet de notre travail. Nous avons constaté qu'une grande diversité de haplotypes chromosomiques Y en Afrique est le résultat du mélange de plusieurs lignées très éloignées, certaines d'entre elles pas nécessairement d'Afrique, et que les Europeiods (au moins) ne contiennent pas de SNP «africains» (ceux des haplogroupes A ou B). Ces résultats importants ont mis une "dent proverbiale" dans la théorie de l' «Out of Africa».

Sept mille cinq cent cinquante six (7556) haplotypes de 46 sous-clades dans 17 grands haplogroupes ont été considérés en fonction de leur base de haplotypes et des intervalles ( ancestraux) de leurs ancêtres communs, pour construire une définition du temps équilibrée de l'arbre des haplogroupes. Il a été constaté que l'haplogroupe A africain (origine 132.000 ± 12000 années avant le présent-BP) est le début temporel exact de tous les autres haplogroupes, qui avaient un ancêtre commun séparé, appelés β - haplogroupe très éloigné, et d'origine de 64.000 ± 6000 ans BP. Il comprend une famille de Europeoid (caucasoïdes) des haplogroupes de F à T qui proviennent de 58.000 ± 5000 ans BP. Un ancêtre commun en aval de l'haplogroupe A et β - l'haplogroupe inventé α - a émergé il y a 160.000 ± 12.000 ans BP. L'origine territoriale des haplogroupes α - β - demeure inconnu, mais l'origine la plus probable pour chacun d'eux est un vaste triangle qui s'étend de l'Europe centrale jusqu'à l'ouest par la plaine de la Russie à l'est et au Levant au sud. L'Haplogroupe B est descendu de l'haplogroupe β ( et non de l'haplogroupe A, duquel il est très lointain, et séparé par autant que 123.000 années de "latences-erreurs " de l'évolution mutationnelle), a probablement migré vers l'Afrique après 46.000 ans BP. La constatation que les haplogroupes Europeoid ne descendent pas des haplogroupes "africains" A ou B est étayée par le fait que les porteurs de l'haplogroupe Europeoid, ainsi que tous les haplogroupes non-africains ne portent pas non plus de SNP M91 , P97 , M31 , P82 , M23 , M114 , P262 , M32 , M59 , P289 , P291 , P102 , M13 , M171 , M118 ( haplogroupe A et ses sous-clades SNP ) ou M60 , M181 , P90 ( haplogroupe B ), comme il a été montré récemment dans le " “Walk through Y” FTDNA Project ( la référence qui y est incorporé ) sur plusieurs centaines de personnes de divers haplogroupes. "

Source : Klyosov, A. & Rozhanskii, I. (2012). Re-Examining the "Out of Africa" Theory and the Origin of Europeoids (Caucasoids) in Light of DNA Genealogy. Advances in Anthropology, 2, 80-86. doi: 10.4236/aa.2012.22009.  - etudesadnrusse05-2012.pdf

Références :

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[2] Cruciani, F., Trombetta, B., Massaia, A., Destro-Bisol, G., Sellitto, D., & Scozzari, R. (2011). A revised root for the human Y chromosomal phylogenetic tree: The origin of patrilineal diversity in Africa. The American Journal of Human Genetics, 88, 1-5. doi:10.1016/j.ajhg.2011.05.002

[3] Klyosov, A. A. (2009a). DNA Genealogy, mutation rates, and some historical evidences written in Y-chromosome. I. Basic principles and the method. Journal of Genetic Genealogy, 5, 186-216.

[4] Klyosov, A. A. (2009b). DNA Genealogy, mutation rates, and some historical evidences written in Y-chromosome. II. Walking the map. Journal of Genetic Genealogy, 5, 217-256.

[5] Klyosov, A. A. (2011a). The slowest 22 marker haplotype panel (out of the 67 marker panel) and their mutation rate constants employed for calculations timespans to the most ancient common ancestors. Pro- ceedings of the Russian Academy of DNA Genealogy, 4, 1240-1257.

[6] Klyosov, A. A. (2011b). DNA genealogy of major haplogroups of Y chromosome (Part 1). Proceedings of the Russian Academy of DNA Genealogy, 4, 1258-1283.

[7] Klyosov, A. A. (2012). Ancient history of the Arbins, bearers of hap- logroup R1b, from Central Asia to Europe, 16,000 to 1,500 years before present. Advances in Anthropology, in press.

[8] Rozhanskii, I. (2010). Evaluation оf the сonvergence оf sets in STR phylogeny and analysis оf the haplogroup R1a1 tree. Proceedings of the Russian Academy of DNA Genealogy, 3, 1316-1324.

[9] Rozhanskii, I. L., & Klyosov, A. A. (2011). Mutation rate constants in DNA genealogy (Y chromosome). Advances in Anthropology, 1, 26- 34. doi:10.4236/aa.2011.12005

[10] Simms, T. M., Martinez, E., Herrera, K. J., Wright, M. R., Perez, O. A., Hernandez, M. et al. (2011). Paternal lineages signal distinct genetic contributions from British Loyalists and continental Africans among different Bahamian islands. American Journal of Physical Anthro- pology, 146, 594-608. doi:10.1002/ajpa.21616 ".

YH : Cette étude démontre donc (sans avis contraire démontré), compte-tenu à la fois des découvertes archéologiques récentes, mais aussi la génétique de l'ADN, que l'apparition de l'Homme Moderne en Afrique est maintenant moins probable qu'une naissance de cet ancêtre primaire commun dans le grand triangle évoqué, mettant en jonction ses différentes branches. Certains ne manqueront pas de noter que, cette région étant inconnue de toute façon pour l'instant, elle pourrait, vu les 200.000 ans évoqués pour l'apparition de l'Homme Moderne de nos jours, être sous l'eau maintenant, sous les glaces ou ensevelie sous des dizaines de mètres de sédiments...

Yves Herbo Traductions-SFH-12-2013