On a du Néandertal dans nos gènes

Une équipe internationale de chercheurs a séquencé 60% du génome de l’homme de Néandertal à partir de trois petits fragments d’os retrouvés dans une grotte en Croatie. Leurs résultats paraissent dans le numéro du 7 mai de la revue Science1.

homme+neandertalLes chercheurs, menés par Svante Pääbo de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste à Leipzig en Allemagne, ont comparé le génome de Néandertal avec celui de cinq humains actuels de différentes parties du monde. Il en ressort que divers gènes sont uniques à l’homme, dont une poignée qui se sont rapidement disséminés dans notre espèce après la séparation d’avec l’homme de Néandertal à partir d’un ancêtre commun. Ces découvertes réduisent ainsi la liste des régions génétiques déterminantes pour la spécificité de notre espèce.

Notre plus proche parent du point de vue évolutif

Les scientifiques ont aussi trouvé que les hommes modernes et Néandertal se sont probablement croisés entre eux, probablement lorsqu’ils se sont rencontrés dans le Moyen-Orient.

« Nous nous posons tellement de questions à propos de l’homme de Néandertal, dont la moindre n’est pas dans quelle mesure nous ressemblait-il ? Son génome promet d’être une source importante d’informations sur les événements qui ont conduit au cours de l’évolution aux hommes modernes et de Néandertal, »

commente Andrew Sugden, rédacteur adjoint de la revue.

L’homme de Neandertal est notre plus proche parent du point de vue évolutif. Il est apparu il y a environ 400 000 ans, a peuplé l’Europe jusqu’à l’ouest de l’Asie, puis disparu il y a 30 000 ans environ.

L'ADN de Néandertal séquencé provient de ces trois os retrouvés dans la grotte de Vindija en Croatie.

L'ADN de Néandertal séquencé provient de ces trois os retrouvés dans la grotte de Vindija en Croatie.


Cette première ébauche de séquence du génome néandertalien qui représente environ 60% de l’ensemble provient de trois os issus de trois néandertaliens.

Le séquençage a comporté de multiples étapes liées aux problèmes posés par l’utilisation d’un ADN ancien. Les chercheurs ont retiré aussi peu de matière que possible des os et se sont servis d’une fine roulette de dentiste pour ne pas endommager les fossiles. Des précautions méthodologiques ont ensuite été adoptées pour éviter les contaminations par l’ADN des chercheurs ou d’autres organismes. Ils ont aussi du éliminer l’ADN de microbes qui avaient colonisé les os depuis la mort des individus, qui peut représenter jusqu’à 95 % des éléments séquencés.

1 à 4% du génome des hommes

Les hommes modernes et Néandertal sont si proches qu’une comparaison de leurs génomes doit tenir compte du fait que le génome d’un homme moderne en particulier peut s’avérer plus similaire à celui d’un individu néandertalien qu’à un autre homme moderne.

Ce que nous savons des variations génétiques entre les hommes vient pour l’instant essentiellement de l’étude de populations européennes. Pour avoir un panel plus large, Pääbo et ses collègues ont séquencé les génomes de cinq humains actuels du sud de l’Afrique, d’Afrique de l’Ouest, de Papouasie-Nouvelle Guinée, de Chine et de France puis les ont comparés avec le génome néandertalien.

Le génome néandertalien apparaît légèrement plus semblable à celui des non-Africains. Ce qui veut dire que pour tout point du génome pris au hasard là où les séquences modernes diffèrent, il y avait légèrement plus de chances que le génome néandertalien corresponde à celui d’un non-Africain plutôt que d’un Africain.

Bien que plusieurs explications soient possibles, la plus simple est que les premiers hommes modernes ont dû se croiser avec les néandertaliens au Moyen-Orient après leur départ d’Afrique et avant leur dispersion dans l’Eurasie.

Les auteurs estiment qu’environ 1 à 4% du génome des hommes actuels pourraient provenir des néandertaliens. Les modèles de population ont indiqué que lorsqu’une population arrive dans une autre, même un faible taux de croisement peut largement se répercuter dans le génome de ses membres si cette population connaît ensuite une forte expansion. Le faible pourcentage d’ADN néandertalien retrouvé dans le génome de l’homme moderne suggère ainsi que les croisements ont été assez limités, quelques dizaines d’accouplements ont pu en effet suffire pour que l’empreinte de Neandertal marque notre patrimoine génétique.

La comparaison entre les deux génomes a aussi fourni beaucoup d’autres résultats qui pourraient finalement être plus importants que la découverte d’un apport néandertalien pour une meilleure compréhension de nous-mêmes.

« C’est super de penser que certains d’entre nous possèdent un peu d’ADN néandertalien, mais pour moi, la possibilité de chercher des traces d’une sélection positive qui s’est produite peu après la séparation des deux espèces est probablement l’aspect le plus fascinant de ce projet »

précise Pääbo.

Dans un article également publié dans ce numéro de Science2, une autre équipe de recherche comprenant beaucoup des mêmes chercheurs et aussi dirigée par Pääbo décrit une nouvelle technique pour séquencer des régions spécifiques du génome néandertalien à partir de matériaux particulièrement dégradés. Utilisant une « capture de séquence cible », les chercheurs se sont focalisés sur les régions codant pour des protéines existant dans le génome d’un autre homme de Néandertal en Espagne. Ils ont identifié 88 substitutions d’acides aminés qui se sont fixées chez l’homme actuel après sa divergence des Néandertaliens. D’autres travaux seront nécessaires pour déterminer dans quelle mesure ces changements ont pu affecter la biologie humaine.

Son équipe a conçu une méthode pour repérer les régions dans le génome des hommes modernes où de nouveaux gènes se sont propagés dans leur population depuis la divergence avec les Néandertaliens. Ces gènes ont probablement contribué d’une manière ou d’une autre à augmenter les chances de survie ou de reproduction des premiers hommes modernes.

Les chercheurs ont passé au crible les génomes de cinq humains actuels du monde entier à la recherche de régions qui présenteraient des variations de séquence fréquentes et pas chez l’homme de Néandertal. Ils ont découvert 212 de ces régions. Parmi les 20 régions qui paraissent avoir subi la sélection positive la plus forte se trouvent trois gènes qui, lorsqu’ils sont mutés, affectent les développements cognitif et mental. Ces gènes ont été impliqués dans la trisomie 21, la schizophrénie et l’autisme.

Dans les autres régions se trouvent aussi un gène intervenant dans le métabolisme énergétique et un autre qui agit sur le développement du crâne, de la clavicule et de la cage thoracique.

Les chercheurs ont aussi utilisé le génome néandertalien pour produire la première version d’un catalogue des caractéristiques génétiques uniques à notre espèce, absentes chez Néandertal ou chez les grands singes. Ce catalogue présentera un intérêt pour les scientifiques qui étudient ce qui fait la spécificité d’Homo sapiens3.

Néandertal, ce cousin sulfureux

neandertalEn 1856, sont découverts près de Düsseldorf une calotte crânienne et des os longs bientôt attribués (1864) à une nouvelle espèce, baptisée Homo neanderthalensis.

En 1859, la publication de L’Origine des espèces par Darwin banalise l’homme au sein du règne animal. Double choc pour les contemporains. Le mythe de la Genèse est ébranlé, la « création » compte soudain une nouvelle espèce humaine. Pire, on découvre, à La Chapelle-aux-Saints (Corrèze), en 1908, un squelette de Neandertal enterré par ses congénères: ces primitifs avaient-ils le souci de l’au-delà ?

Depuis lors, ces questions n’ont cessé de tarauder les paléoanthropologues, et d’autres se sont posées au fil des découvertes : Neandertal est le seul hominidé apparu en Europe, il y a environ 400 000 ans, descendant d’Homo plus archaïques venus d’Afrique ? A-t-il été rayé de la carte, il y a 30 000 ans, par Homo sapiens lui-même sorti d’Afrique il y a 50 000 ans ? Quid de la nature des relations entre les deux espèces, qui ont pu avoir des contacts pendant quelques millénaires ? Ces questionnements s’accompagnent de querelles sur le degré d’ « intelligence » et d’humanité qu’il convient d’accorder à ce perdant de l’évolution.

Avec ses bourrelets sus-orbitaires et son chignon crânien, l’incroyable robustesse de son squelette et de sa musculature, mais son gros cerveau, n’était-il qu’un balourd simiesque ? C’est aussi une créature politique : certains chercheurs en font un bon sauvage, victime des mœurs colonialistes incoercibles de l’homme moderne, d’autres soulignent les proximités entre les deux espèces, qui se seraient fondues l’une dans l’autre.

« C’est un sujet explosif, car la notion de différence biologique est délicate à manier dès lors qu’on s’approche de l’humain »,

note le paléoanthropologue Jean-Jacques Hublin, lui aussi de l’Institut Max-Planck de Leipzig, pour qui la recherche, féconde, de différences avec ces espèces disparues n’a rien de commun avec celle d’une hiérarchie entre d’hypothétiques « races » au sein de l’espèce humaine.

La génétique vient donc d’apporter son grain de sel dans ces polémiques souvent vives. Doit-on continuer à parler de deux espèces, si leur hybridation a donné lieu à une descendance aussi fertile ?

« Je laisse à d’autres le choix de se quereller à ce sujet »,

répond Svante Pääbo, qui juge la discussion « assez vaine » et se contente de souligner qu’il y a bien eu croisements, même à une échelle modeste. Les populations en jeu ne dépassaient pas quelques milliers d’individus. Il a suffi de quelques dizaines d’accouplements pour que l’empreinte de Neandertal marque notre patrimoine génétique.

Extrait de l’article « Il y a du Néandertal en nous » par Hervé Morin (Lemonde.fr)

Notes et références

  1. A Draft Sequence of the Neandertal Genome. Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo Stenzel, Martin Kircher, Nick Patterson, Heng Li, Weiwei Zhai, Markus Hsi-Yang Fritz, Nancy F. Hansen, Eric Y. Durand, Anna-Sapfo Malaspinas, Jeffrey D. Jensen, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Hernán A. Burbano, Jeffrey M. Good, Rigo Schultz, Ayinuer Aximu-Petri, Anne Butthof, Barbara Höber, Barbara Höffner, Madlen Siegemund, Antje Weihmann, Chad Nusbaum, Eric S. Lander, Carsten Russ, Nathaniel Novod, Jason Affourtit, Michael Egholm, Christine Verna, Pavao Rudan, Dejana Brajkovic, Zeljko Kucan, Ivan Gusic, Vladimir B. Doronichev, Liubov V. Golovanova, Carles Lalueza-Fox, Marco de la Rasilla, Javier Fortea, Antonio Rosas, Ralf W. Schmitz, Philip L. F. Johnson, Evan E. Eichler, Daniel Falush, Ewan Birney, James C. Mullikin, Montgomery Slatkin, Rasmus Nielsen, Janet Kelso, Michael Lachmann, David Reich, Svante Pääbo. Science []
  2. Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture. Hernán A. Burbano, Emily Hodges, Richard E. Green, Adrian W. Briggs, Johannes Krause, Matthias Meyer, Jeffrey M. Good, Tomislav Maricic, Philip L. F. Johnson, Zhenyu Xuan, Michelle Rooks,2,3 Arindam Bhattacharjee, Leonardo Brizuela, Frank W. Albert, Marco de la Rasilla, Javier Fortea, Antonio Rosas, Michael Lachmann, Gregory J. Hannon, Svante Pääbo. Science []
  3. Source : EurekAlert
    Illustration : Science Photo Library
    Sculpture de Néandertal par John Gurche et photographié par Chip Clark (Smithsonian).
    Fragments d’os de Néandertal : Max Planck Institute. []

Commentaires Clos.

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