Néandertaliens. Combien y en avait-il? Les archéologues et les généticiens donnent des réponses différentes. La nouvelle recherche devrait les aider à parvenir à un consensus et à faire la lumière sur l'histoire oubliée de ces peuples anciens. Y compris une extinction assez précoce. En 1856, trois ans avant la publication de Charles Darwin sur l'origine des espèces, un groupe de mineurs a découvert des fossiles humains dans une grotte calcaire de la vallée de Neander dans le nord de l'Allemagne - plus tard appelée Neandertal 1, la première indication d'une autre espèce humaine archaïque. Depuis lors, nous avons essayé de comprendre le plus possible nos mystérieux ancêtres. Pour ce faire, les experts ont rassemblé deux principaux éléments de preuve: des centaines d'os et d'outils en pierre trouvés dispersés d'Espagne et d'Angleterre jusqu'aux montagnes de l'Altaï, et des données et conclusions très récentes tirées de modèles statistiques.
Cependant, ces approches ont brossé des images étonnamment différentes de ce à quoi les populations de Néandertal auraient dû ressembler. Des preuves archéologiques suggèrent qu'environ 150000 individus couvraient l'Europe et l'Asie, vivaient en petits groupes de 15 à 25, et que leur nombre total variait considérablement avec le changement climatique (y compris les périodes glaciaires sévères), qui s'est produit sur un intervalle d'un demi-million. ans - jusqu'à l'extinction des Néandertaliens il y a 40 000 ans.
Le séquençage génétique raconte une autre histoire. Certaines des estimations basées sur les gènes définissent la population néandertalienne à seulement 1 000; d'autres en précisent quelques milliers au plus. Plusieurs hypothèses pourraient expliquer ces résultats: soit la population était vraiment si petite, même à son apogée, soit elle était plus grande, mais a diminué avec le temps. En tout cas, les Néandertaliens ont toujours été en déclin; leur disparition semblait avoir été annoncée dès le début.
«Le fait que ces deux types d'estimations ne soient pas les mêmes est un problème qui reste à résoudre», déclare John Hawkes, paléoanthropologue à l'Université du Wisconsin-Madison.
Aujourd'hui, cependant, des chercheurs dirigés par Alan Rogers, anthropologue et généticien des populations à l'Université de l'Utah, ont proposé un nouveau modèle génétique qui pourrait concilier ces différences. Il pense que les Néandertaliens étaient beaucoup plus nombreux que les études génétiques précédentes l'ont montré, et les ramène sous les artefacts et fossiles évidents qui soutiennent cela. Cela remplit également l'histoire évolutive des Néandertaliens depuis le moment où ils se sont séparés de nos ancêtres en Afrique et lorsqu'ils ont commencé à rencontrer des humains modernes. À bien des égards, les Néandertaliens ont eu beaucoup plus de succès en tant qu'espèce - et beaucoup plus comme nous - que nous ne le pensions.
Contrairement au consensus
En génétique des populations, la taille effective de la population n'est pas une mesure directe du nombre total de personnes qui vivaient à un moment donné. C'est plutôt une mesure de la diversité génétique. Les experts analysent l'ADN d'individus à travers l'histoire, à la recherche de différences de séquence d'ADN entre deux copies de son génome. Essentiellement, ils estiment combien de générations fraternelles séparent la copie maternelle du gène de la copie paternelle. Si la population est petite, ils s'attendent à trouver assez rapidement un ancêtre commun; s'il est grand, cela prend plus de temps. «C'est incroyable la quantité d'informations que l'on peut apprendre d'un individu», dit Rogers.
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Les scientifiques ont remarqué depuis longtemps que les Néandertaliens avaient de faibles niveaux de diversité génétique. Chez les Africains modernes, environ 11 nucléotides sur 10 000 sont hétérozygotes, c'est-à-dire qu'ils diffèrent entre deux copies d'un chromosome. Chez les non-Africains, seuls 8 sur 10 000 présentent ce comportement. Ce chiffre tombe à 2 sur 10 000 pour les Néandertaliens et les Denisoviens, que la science n'a identifié que dans la dernière décennie. «La théorie de la génétique des populations nous dit que cela doit signifier une petite taille de la population» chez ces personnes archaïques, dit Montgomery Slatkin, biologiste à l'Université de Californie à Berkeley, qui n'était pas convaincu par les découvertes de Rogers. Cela signifie que la population visait un nombre de 2000 à 3000 individus.
«Mais s'il n'y avait vraiment que 1 000 Néandertaliens dans le monde», dit Rogers, «il est difficile de croire qu'ils ont laissé un si riche registre fossile».
Pourtant, c'est la preuve génétique vers laquelle Rogers et ses collègues se tournent, affirmant qu'il y avait plus de Néandertaliens, des dizaines de milliers. Les travaux des scientifiques ont été publiés dans les Actes de la National Academy of Sciences le mois dernier.
La clé de cette nouvelle découverte réside dans la suggestion des chercheurs selon laquelle les Néandertaliens avaient un pool génétique beaucoup plus diversifié, mais qu'ils étaient divisés en petits groupes consanguins isolés d'individus génétiquement similaires. Une telle fragmentation fausserait les découvertes génétiques antérieures: les estimations passées indiqueraient les populations locales et leur histoire régionale, laissant de côté la vue d'ensemble.
Rogers a décidé de combler cet écart en adaptant et en élargissant le modèle de mélange de population que d'autres chercheurs avaient utilisé. Au lieu d'analyser le génome d'une personne, lui et son équipe ont comparé des variantes génétiques communes aux Africains modernes, aux Eurasiens modernes, aux Néandertaliens et aux Denisoviens. Une première version de ce modèle a été développée pour évaluer à quel point les humains modernes et les Néandertaliens sont croisés. La principale innovation de Rogers a été d'ajouter les Denisovans à ce mélange et d'augmenter considérablement la liste des combinaisons possibles et des entrelacs de populations. Et cela l'a aidé à répondre à des questions qui vont bien au-delà des croisements sur la taille de la population et d'autres problèmes.
L'augmentation de la diversité génétique constatée par Rogers et ses collègues correspond à une augmentation d'environ dix fois de la taille effective de la population. Bien qu'il n'y ait aucun moyen de savoir combien d'individus néandertaliens supplémentaires pourraient tomber en dehors de ce nombre, les estimations des fossiles devront être sérieusement révisées.
«L'étude fournit des preuves ADN de ce que nous avons vu dans les archives archéologiques», explique Joshua Aki, biologiste évolutionniste à l'Université de Princeton.
D'Afrique - deux fois
En travaillant avec des séquences génétiques et leur modèle révisé, les scientifiques ont acquis de nouvelles connaissances sur la façon dont les Néandertaliens, les Denisoviens et les humains modernes ont grandi, rétréci, divisé et fusionné périodiquement à travers l'histoire. «Nous voulons construire un bon arbre généalogique afin de pouvoir raconter des histoires précises sur la façon dont les deux groupes sont liés», déclare Stephen Churchill, anthropologue à l'Université Duke. "Mais il est clair que cette relation est beaucoup plus compliquée."
Il y a environ 750000 ans, a déclaré Rogers, les prédécesseurs des Néandertaliens et des Denisoviens ont quitté les ancêtres des humains modernes en Afrique pour s'installer dans le vaste territoire de l'Eurasie. Cela seul les a presque détruits; les preuves génétiques suggèrent que la population a subi des essais sévères que la recherche n'a pas identifiés auparavant. Quelle que soit la cause de cette catastrophe, les anciens y ont survécu et quelques milliers d'années plus tard - il y a 744 000 ans - ils se sont séparés en deux lignées distinctes, les Néandertaliens et les Denisoviens. Le premier s'est ensuite divisé en petits groupes régionaux qui ont fasciné Rogers.
La datation de cette scission entre Néandertaliens et Dénisoviens est surprenante en elle-même, car des études précédentes le mettent plus tard: dans une étude de 2016, par exemple, la scission a été identifiée comme un événement survenu il y a 450000 ans. Une séparation précoce signifie que nous devons trouver encore plus de fossiles des deux groupes. Vous devrez également réviser les fossiles déjà trouvés. Prenons, par exemple, les os du cerveau de l'espèce hominidé Homo heidelbergensis qui vivait en Europe et en Asie il y a environ 600 000 ans. Les paléoanthropologues ne peuvent pas être d'accord avec la façon dont il se rapporte à d'autres groupes de personnes; certains croient qu'ils étaient les ancêtres des humains modernes et des Néandertaliens, d'autres qu'ils étaient des espèces non anciennes remplacées par les Néandertaliens qui parcouraient l'Europe.
Les découvertes de Rogers impliquent que H. heidelbergensis devait être un néandertalien précoce. «Nous avons fixé le moment de la séparation si tôt qu'un hominidé européen il y a 600 000 ans doit presque certainement être néandertalien», dit-il, «au moins génétiquement, même s'il ne ressemblait pas du tout à un néandertalien».
Quoi qu'il en soit, cette nouvelle reconstruction de l'histoire complexe des débuts de Néandertal est très similaire à ce que nous avons appris sur les populations humaines anatomiquement modernes qui se sont d'abord répandues en Europe et en Asie. Il y a environ 50000 ans, les Eurasiens se sont séparés des Africains, ont traversé une période difficile pendant laquelle leur population était très faible, puis se sont divisés en populations régionales dans toute l'Eurasie - la théorie dite non africaine de la migration humaine. «On dirait que la même chose s'est produite il y a 600 000 ou 700 000 ans», avec les Néandertaliens et les Denisoviens, dit Rogers. "Il y avait une autre diaspora non africaine que personne n'avait soupçonnée auparavant."
Pas si mal après tout
Ce n'est un secret pour personne que les Néandertaliens se débrouillaient mal: les périodes glaciaires qu'ils ont traversées et la fragmentation de leurs populations les ont rendus incapables de soutenir une croissance sociale ou technologique durable. "Mais l'une des idées fausses est que la façon dont nous pensons au progrès est que les humains modernes sont meilleurs et les Néandertaliens sont pires", dit Hawkes. «Lorsqu'il s'agissait de chasser et de compter sur des ressources alimentaires à haute énergie dans des environnements marginalisés, les Néandertaliens étaient sans égal. Ils ont résolu des problèmes auxquels nous ne sommes pas du tout confrontés aujourd'hui. Comment ont-ils vécu avec une densité de population aussi faible pendant des centaines de milliers d'années? Nous n'avons jamais compris cela."
Avant de se lancer dans ses recherches, Rogers pensait que les Néandertaliens étaient au bord de l'extinction lorsque les humains modernes sont entrés sur leur territoire, que leurs populations étaient déjà épuisées et en proie à des maladies génétiques. Il ne le pense plus.
Comprendre la véritable structure de la population de Néandertal peut aider les scientifiques à approfondir la dynamique de ces peuples anciens et leurs interactions avec nous. Par exemple, je me demande s'il y avait des particularités lors du croisement des humains et des Néandertaliens. Avons-nous inclus une quantité égale d'ADN maternel et paternel de Néandertal, ou y a-t-il eu un changement?
Les travaux de Rogers et les recherches connexes menées par d'autres groupes peuvent également être un point fort pour la génétique moderne. Leur modèle analytique peut être appliqué aux chiens et aux chevaux - en fait à toutes les espèces qui présentent une reproduction structurée dans leurs populations plutôt qu'un flux génétique aléatoire. Les gènes néandertaliens peuvent avoir été associés à un risque accru de dépression, de diabète, de maladies cardiaques et d'autres troubles, et cela reste à voir.
Ilya Khel
