L'influence de l'ADN ancien se fait toujours sentir

Ces anciens cousins de l'homme, et d'autres appelés Dénisoviens, vivaient autrefois aux côtés de nos premiers ancêtres Homo sapiens. Ils se sont mélangés et ont eu des enfants. Une partie de leur identité n'a donc jamais disparu ― elle est inscrite dans nos gènes. Et la science commence à révéler à quel point ces gènes nous façonnent.

Grâce à la nouvelle capacité, qui s'améliore rapidement, de reconstituer des fragments d'ADN ancien, les scientifiques découvrent que les traits hérités de nos anciens cousins sont toujours présents chez nous, affectant notre fertilité, notre système immunitaire et même la façon dont notre corps a réagi au virus de la COVID-19.

«Nous portons aujourd'hui l'héritage génétique et nous apprenons ce que cela signifie pour notre corps et notre santé», a expliqué Mary Prendergast, une archéologue à l'université Rice.

Rien qu'au cours des derniers mois, les chercheurs ont établi un lien entre l'ADN de Néandertal et une grave maladie de la main, la forme du nez et divers autres traits humains. Ils ont même inséré un gène porté par les Néandertaliens et les Dénisoviens dans des souris pour étudier ses effets sur la biologie, et ont découvert qu'il leur donnait une tête plus grosse et une côte supplémentaire.

Une grande partie du parcours de l'homme reste un mystère. Mais le docteur Hugo Zeberg, de l'Institut Karolinska en Suède, a expliqué que les nouvelles technologies, la recherche et les collaborations aident les scientifiques à commencer à répondre à des questions fondamentales, mais cosmiques : «Qui sommes-nous? D'où venons-nous?»

Les réponses révèlent une réalité profonde : Nous avons bien plus en commun avec nos cousins disparus que nous ne l'avions jamais pensé.

Les Néandertaliens en nous

Jusqu'à récemment, l'héritage génétique des anciens hommes était invisible, car les scientifiques étaient limités à ce qu'ils pouvaient tirer de la forme et de la taille des os. Mais les découvertes sur l'ADN ancien se sont multipliées, un domaine d'étude inauguré par le lauréat Nobel Svante Paabo, qui a été le premier à reconstituer un génome néandertalien.

Les progrès réalisés dans la recherche et l'interprétation de l'ADN ancien ont permis de constater des changements génétiques au fil du temps afin de mieux s'adapter à l'environnement ou par le biais du hasard.

Il est même possible de déterminer la quantité de matériel génétique que les habitants de différentes régions possèdent des anciens parents que nos prédécesseurs ont rencontrés.

Les recherches montrent que certaines populations africaines n'ont pratiquement pas d'ADN néandertalien, alors que celles d'origine européenne ou asiatique en ont 1 à 2 %. L'ADN dénisovien est à peine détectable dans la plupart des régions du monde, mais il représente 4 à 6 % de l'ADN des habitants de la Mélanésie, qui s'étend de la Nouvelle-Guinée aux îles Fidji.

Cela n'a l'air de rien, mais cela s'additionne. «La moitié du génome néandertalien existe toujours, sous forme de petits morceaux éparpillés parmi les humains modernes», explique M. Zeberg, qui collabore étroitement avec M. Paabo.

C'est également suffisant pour nous affecter de manière très concrète. Les scientifiques n'en connaissent pas encore toute l'étendue, mais ils apprennent qu'il peut être à la fois utile et nuisible.

Par exemple, l'ADN de Néandertal a été associé à des maladies auto-immunes telles que la maladie de Graves et la polyarthrite rhumatoïde. Lorsque l'Homo sapiens est sorti d'Afrique, il n'était pas immunisé contre les maladies qui sévissaient en Europe et en Asie, alors que les Néandertaliens et les Dénisoviens qui y vivaient déjà l'étaient.

«En nous croisant avec eux, nous avons obtenu une solution rapide pour notre système immunitaire, ce qui était une bonne nouvelle il y a 50 000 ans, a expliqué Chris Stringer, un chercheur sur l'évolution humaine au Muséum d'histoire naturelle de Londres. Le résultat aujourd'hui est que, pour certaines personnes, notre système immunitaire est trop sensible et qu'il se met parfois en marche tout seul.»

De même, un gène associé à la coagulation du sang, qui aurait été transmis par les Néandertaliens en Eurasie, aurait pu être utile dans le «monde rude et tumultueux du Pléistocène», a estimé Rick Potts, le directeur du programme des origines humaines à la Smithsonian Institution. Mais aujourd'hui, ce gène peut augmenter le risque d'accident vasculaire cérébral chez les personnes âgées. «Pour chaque avantage, il y a des coûts dans l'évolution», a-t-il dit.

En 2020, des recherches menées par MM. Zeberg et Paabo ont révélé qu'un facteur de risque génétique majeur pour la COVID-19 sévère est hérité des Néandertaliens. «Nous l'avons comparé au génome néandertalien et nous avons trouvé une correspondance parfaite, a déclaré M. Zeberg. Je suis tombé de ma chaise.»

L'année suivante, ils ont découvert qu'un ensemble de variantes d'ADN le long d'un seul chromosome hérité des Néandertaliens avait l'effet inverse : il protégeait les personnes contre les formes graves de la COVID.

La liste est encore longue : la recherche a établi un lien entre les variantes génétiques néandertaliennes et la couleur de la peau et des cheveux, les traits comportementaux, la forme du crâne et le diabète de type 2. Une étude a montré que les personnes qui déclarent ressentir plus de douleur que les autres sont probablement porteuses d'un récepteur de douleur néandertalien. Une autre étude a révélé qu'un tiers des femmes en Europe ont hérité d'un récepteur néandertalien pour l'hormone progestérone, qui est associée à une fertilité accrue et à une diminution du nombre de fausses couches.

On en sait beaucoup moins sur l'héritage génétique des Dénisoviens, même si certaines recherches ont établi un lien entre leurs gènes et le métabolisme des graisses et une meilleure adaptation à la haute altitude. Maanasa Raghavan, un expert en génétique humaine à l'université de Chicago, a indiqué qu'une partie de l'ADN des Dénisoviens a été retrouvée chez les Tibétains, qui continuent aujourd'hui à vivre et à prospérer dans des environnements à faible teneur en oxygène.

Les scientifiques ont même trouvé des preuves de l'existence de «populations fantômes» ― des groupes dont les fossiles n'ont pas encore été découverts ― dans le code génétique de l'homme moderne.

Pourquoi avons-nous survécu?

Dans le passé, l'histoire de la survie de l'homme moderne «a toujours été racontée comme une histoire de réussite, presque une histoire de héros», dans laquelle l'Homo sapiens s'est élevé au-dessus du reste du monde naturel et a surmonté les «insuffisances» de ses cousins, a déclaré M. Potts.

«Ce n'est tout simplement pas la bonne histoire», a-t-il souligné.

Les Néandertaliens et les Dénisoviens existaient déjà depuis des milliers d'années lorsque l'Homo sapiens a quitté l'Afrique. Les scientifiques pensaient que l'Homo sapiens l'avait emporté parce qu'il avait un comportement plus complexe et une technologie supérieure. Mais des recherches récentes montrent que les Néandertaliens parlaient, cuisinaient avec du feu, fabriquaient des objets d'art, avaient des outils et un comportement de chasse sophistiqués, et portaient même du maquillage et des bijoux.

Plusieurs théories lient désormais notre survie à notre capacité à voyager loin.

«Nous nous sommes répandus dans le monde entier, bien plus que ne l'ont fait ces autres formes», a rappelé M. Zeberg.

Alors que les Néandertaliens étaient spécialement adaptés aux climats froids, a expliqué M. Potts, les Homo sapiens ont pu se disperser dans toutes sortes de climats après avoir émergé en Afrique tropicale. «Nous sommes tellement adaptables, culturellement adaptables, à tant d'endroits dans le monde», a-t-il déclaré.

Pendant ce temps, les Néandertaliens et les Dénisoviens ont dû faire face à des conditions difficiles dans le nord, comme des périodes glaciaires répétées et des nappes glaciaires qui les ont probablement piégés dans de petites zones, a dit Eleanor Scerri, une archéologue à l'Institut Max Planck de géoanthropologie en Allemagne. Ils vivaient dans des populations plus petites, avec un risque plus élevé d'effondrement génétique.

De plus, nous avions des corps agiles et efficaces, a ajouté M. Prendergast. Il faut beaucoup plus de calories pour nourrir des Néandertaliens trapus que des Homo sapiens relativement maigres, de sorte que les Néandertaliens avaient plus de mal à se débrouiller et à se déplacer, en particulier lorsque la nourriture se faisait rare.

Janet Young, une conservatrice de l'anthropologie physique au Musée canadien de l'histoire, a évoqué une autre hypothèse intrigante ― que l'anthropologue Pat Shipman a évoquée dans l'un de ses livres ― selon laquelle les chiens ont joué un rôle important dans notre survie. Les chercheurs ont trouvé des crânes de chiens domestiqués sur des sites d'Homo sapiens beaucoup plus anciens que ce qui avait été découvert auparavant. Les scientifiques pensent que les chiens facilitaient la chasse.

Il y a environ 30 000 ans, tous les autres types d'hominines présents sur Terre avaient disparu, laissant l'Homo sapiens comme dernier survivant.

Interaction et mélange

Pourtant, chaque nouvelle révélation scientifique montre à quel point nous sommes redevables à nos anciens cousins.

Selon John Hawks, un paléoanthropologue à l'Université du Wisconsin à Madison, l'évolution humaine n'est pas une question de «survie du plus fort et d'extinction». Il s'agit plutôt d'«interaction et de mélange».

Les chercheurs s'attendent à en apprendre davantage au fur et à mesure que la science progresse, ce qui leur permet d'extraire des informations à partir de traces de plus en plus fines de vies anciennes. Même en l'absence de fossiles, les scientifiques peuvent aujourd'hui prélever de l'ADN dans le sol et les sédiments où les hommes archaïques ont vécu.

Et il y a des endroits moins explorés dans le monde où ils espèrent en apprendre davantage. Selon M. Zeberg, des «biobanques» qui recueillent des échantillons biologiques seront probablement créées dans un plus grand nombre de pays.

À mesure qu'ils approfondissent l'héritage génétique de l'humanité, les scientifiques s'attendent à trouver encore plus de preuves de l'ampleur des mélanges avec nos anciens cousins et de tout ce qu'ils nous ont laissé.

«Peut-être que nous ne devrions pas les considérer comme si différents», a estimé M. Zeberg.