Il y a des centaines de milliers d'années, les ancêtres des humains modernes ont divergé d'une lignée archaïque qui a donné naissance aux Néandertaliens et aux Dénisoviens. Pourtant, les relations évolutives entre ces groupes restent floues.

Une équipe dirigée par l'Université de l'Utah a mis au point une nouvelle méthode d'analyse des données de séquence d'ADN afin de reconstituer l'histoire ancienne des populations humaines archaïques. Ils ont révélé une histoire évolutionniste qui contredit la sagesse conventionnelle sur les humains modernes, Néandertaliens et Dénisoviens.

L'étude a révélé que la lignée néandertalienne-denisovane s'était presque éteinte après s'être séparée des humains modernes. À peine 300 générations plus tard, Néandertaliens et Dénisoviens ont divergé vers 744, il y a 000 ans. Puis, la population mondiale de Néandertal est passée à des dizaines de milliers d'individus vivant dans des populations isolées dispersées à travers l'Eurasie.

"Cette hypothèse va à l'encontre des idées reçues, mais cela a plus de sens que la sagesse conventionnelle." a déclaré Alan Rogers, professeur au Département d'anthropologie et auteur principal de l'étude qui sera publiée en ligne le 7 août 2017 dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Une histoire évolutive différente

Avec seulement des échantillons limités de fragments fossiles, les anthropologues assemblent l'histoire de l'évolution humaine à l'aide de la génétique et des statistiques.

Les estimations précédentes de la taille de la population de Néandertal sont très petites - environ 1, 000 individus. Cependant, une étude de 2015 a montré que ces estimations sous-représentent le nombre d'individus si la population de Néandertal était subdivisée en isolés, groupes régionaux. L'équipe de l'Utah suggère que cela explique l'écart entre les estimations précédentes et leur propre estimation beaucoup plus grande de la taille de la population de Néandertal.

« En regardant les données qui montrent à quel point tout était lié, le modèle ne prédisait pas les modèles de gènes que nous voyions, " a déclaré Ryan Bohlender, stagiaire post-doctoral au M. D. Anderson Cancer Center de l'Université du Texas, et co-auteur de l'étude. "Nous avions besoin d'un modèle différent et, donc, une histoire évolutive différente."

L'équipe a développé une méthode statistique améliorée, appelé legofit, qui représente plusieurs populations dans le pool génétique. Ils ont estimé le pourcentage de gènes néandertaliens circulant dans les populations eurasiennes modernes, la date à laquelle les populations archaïques ont divergé les unes des autres, et leurs tailles de population.

Une histoire familiale dans l'ADN

Le génome humain compte environ 3,5 milliards de sites nucléotidiques. Heures supplémentaires, les gènes à certains sites peuvent muter. Si un parent transmet cette mutation à ses enfants, qui le transmettent à leurs enfants, etc, cette mutation agit comme un sceau familial estampé sur l'ADN.

Les scientifiques utilisent ces mutations pour reconstituer l'histoire de l'évolution des centaines de milliers d'années dans le passé. En recherchant des mutations génétiques partagées le long des sites nucléotidiques de diverses populations humaines, les scientifiques peuvent estimer quand les groupes ont divergé, et la taille des populations contribuant au pool génétique.

"Vous essayez de trouver une empreinte digitale de ces anciens humains dans d'autres populations. C'est un petit pourcentage du génome, mais c'est là, ", a déclaré Rogers.

Ils ont comparé les génomes de quatre populations humaines :les Eurasiens modernes, Africains modernes, Néandertaliens et Dénisoviens. Les échantillons modernes provenaient de la phase I du projet 1000-Genomes et les échantillons archaïques provenaient du Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. L'équipe de l'Utah a analysé quelques millions de sites nucléotidiques partageant une mutation génétique dans deux ou trois groupes humains, et établi 10 modèles de sites nucléotidiques distincts.

Contre les idées reçues

La nouvelle méthode a confirmé les estimations précédentes selon lesquelles les Eurasiens modernes partagent environ 2 % de l'ADN de Néandertal. Cependant, d'autres découvertes remettaient en question les théories établies.

Leur analyse a révélé que 20 pour cent des sites nucléotidiques présentaient une mutation partagée uniquement par les Néandertaliens et les Dénisoviens, un horodatage génétique marquant le temps avant la divergence des groupes archaïques. L'équipe a calculé que les Néandertaliens et les Dénisoviens se sont séparés environ 744, il y a 000 ans, beaucoup plus tôt que toute autre estimation de la scission.

"Si Néandertaliens et Dénisoviens s'étaient séparés plus tard, alors il devrait y avoir plus de sites où la mutation est présente dans les deux échantillons archaïques, mais est absent des échantillons modernes, ", a déclaré Rogers.

L'analyse a également demandé si la population de Néandertal n'avait que 1, 000 individus. Il y a des preuves pour cela; L'ADN de Néandertal contient des mutations qui se produisent généralement dans de petites populations avec peu de diversité génétique.

Cependant, Les restes de Néandertal trouvés à divers endroits sont génétiquement différents les uns des autres. Cela confirme la conclusion de l'étude selon laquelle les Néandertaliens régionaux étaient probablement de petits groupes d'individus, ce qui explique les mutations néfastes, alors que la population mondiale était assez importante.

"L'idée est qu'il y a ces petits, des populations géographiquement isolées, comme des îles, qui interagissent parfois, mais c'est pénible de se déplacer d'île en île. Donc, ils ont tendance à rester avec leurs propres populations, " dit Bohlender.

Leur analyse a révélé que les Néandertaliens sont devenus des dizaines de milliers d'individus vivant dans des populations isolées.

"Il y a un riche enregistrement fossile de Néandertal. Il y a beaucoup de sites néandertaliens, " a déclaré Rogers. " Il est difficile d'imaginer qu'il y en aurait autant s'il n'y en avait qu'un. 000 individus dans le monde entier."

Rogers est ravi d'appliquer la nouvelle méthode dans d'autres contextes.

"Dans une certaine mesure, c'est une preuve de concept que la méthode peut fonctionner. C'est excitant, " a déclaré Rogers. " Nous avons une capacité remarquable à estimer les choses avec une grande précision, beaucoup plus loin dans le passé qu'on ne l'avait imaginé."