Matthias Meyer au travail dans le laboratoire propre du Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. Crédit :MPI f. Anthropologie évolutive
En 1997, la toute première séquence d'ADN de Néandertal - juste une petite partie du génome mitochondrial - a été déterminée à partir d'un individu découvert dans la vallée de Neander, Allemagne, en 1856. Depuis, les améliorations des techniques moléculaires ont permis aux scientifiques de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de déterminer des séquences de haute qualité des génomes autosomiques de plusieurs Néandertaliens, et a conduit à la découverte d'un tout nouveau groupe d'humains éteints, les Dénisoviens, qui étaient des parents des Néandertaliens en Asie.
Cependant, parce que tous les spécimens suffisamment bien conservés pour produire des quantités suffisantes d'ADN proviennent d'individus femelles, des études approfondies des chromosomes Y des Néandertaliens et des Dénisoviens n'ont pas encore été possibles. Contrairement au reste du génome autosomique, qui représente une riche tapisserie de milliers de généalogies des ancêtres de tout individu, Les chromosomes Y ont un mode de transmission particulier :ils se transmettent exclusivement de père en fils. chromosomes Y, et aussi l'ADN mitochondrial hérité de la mère, ont été extrêmement précieux pour l'étude de l'histoire de l'humanité.
Nouvelle méthode pour identifier les molécules du chromosome Y
Dans cette étude, les chercheurs ont identifié trois hommes de Néandertal et deux Denisoviens qui se prêtaient potentiellement à l'analyse de l'ADN, et a développé une approche pour extraire les molécules du chromosome Y humain des grandes quantités d'ADN microbien qui contaminent généralement les os et les dents anciens. Cela leur a permis de reconstruire les séquences chromosomiques Y de ces individus, ce qui n'aurait pas été possible avec les approches conventionnelles.
En comparant les chromosomes Y humains archaïques entre eux et aux chromosomes Y des personnes vivant aujourd'hui, l'équipe a découvert que les chromosomes Y de Néandertal et de l'homme moderne sont plus similaires les uns aux autres qu'ils ne le sont aux chromosomes Y de Denisovan. "Ce fut une surprise pour nous. Nous savons, grâce à l'étude de leur ADN autosomique, que les Néandertaliens et les Dénisoviens étaient étroitement liés et que les humains vivant aujourd'hui sont leurs cousins évolutifs les plus éloignés. Avant d'examiner les données pour la première fois, nous nous attendions à ce que leurs chromosomes Y montrent une image similaire, " dit Martin Petr, l'auteur principal de l'étude. Les chercheurs ont également calculé que l'ancêtre commun le plus récent des chromosomes Y de Néandertal et de l'homme moderne vivait autour de 370, il y a 000 ans, beaucoup plus récemment qu'on ne le pensait auparavant.
Molaire supérieure d'un homme de Néandertal (Spy 94a) de Spy, La Belgique. Crédit :I. Crèvecœur
Il est maintenant bien établi que toutes les personnes d'ascendance non africaine portent une petite quantité d'ADN de Néandertal à la suite de croisements entre Néandertaliens et humains modernes environ 50, 000-70, il y a 000 ans, peu de temps après que les humains modernes ont migré hors d'Afrique et ont commencé à se répandre dans le monde. Cependant, la question de savoir si les Néandertaliens pourraient également porter de l'ADN humain moderne a fait l'objet d'un débat.
Ces séquences chromosomiques Y fournissent maintenant de nouvelles preuves que les Néandertaliens et les premiers humains modernes se sont rencontrés et ont échangé des gènes avant la migration majeure hors d'Afrique - potentiellement dès 370, Il y a 000 ans et certainement plus de 100, il y a 000 ans. Cela implique qu'une certaine population étroitement liée aux premiers humains modernes doit déjà avoir été en Eurasie à cette époque. Étonnamment, ce métissage a entraîné le remplacement des chromosomes Y originaux de Néandertal par ceux des premiers humains modernes, un schéma similaire à ce qui a été observé pour l'ADN mitochondrial de Néandertal dans une étude antérieure.
Sélection des chromosomes Y des premiers humains modernes
En premier, le remplacement complet des chromosomes Y et de l'ADNmt des premiers Néandertaliens était déroutant, en tant que tels, il est peu probable que de tels événements de remplacement se produisent par hasard. Cependant, les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour montrer que la petite taille connue des populations de Néandertal peut avoir conduit à une accumulation de mutations délétères dans leurs chromosomes Y, ce qui réduirait leur aptitude évolutive. Ceci est assez similaire à des situations où des populations extrêmement petites et la consanguinité peuvent parfois augmenter l'incidence de certaines maladies. "Nous supposons qu'étant donné le rôle important du chromosome Y dans la reproduction et la fertilité, l'aptitude évolutive inférieure des chromosomes Y de Néandertal pourrait avoir poussé la sélection naturelle à favoriser les chromosomes Y des premiers humains modernes, conduisant à terme à leur remplacement, " dit Martin Petr.
Janet Kelso, l'auteur principal de l'étude, est optimiste quant au fait que cette hypothèse de remplacement pourrait être testée dans un proche avenir :« Si nous pouvons récupérer des séquences de chromosomes Y des Néandertaliens qui ont vécu avant cet événement hypothétique d'introgression précoce, comme le 430, Néandertaliens de 000 ans de Sima de los Huesos en Espagne, nous prédisons qu'ils auraient toujours le chromosome Y original de Néandertal et qu'ils seraient donc plus similaires aux Denisoviens qu'aux humains modernes."
