Au Tibet, un ado dénisovien vieux d’au moins 160 000 ans
▻https://www.lemonde.fr/sciences/article/2019/05/01/au-tibet-un-ado-denisovien-vieux-d-au-moins-160-000-ans_5457113_1650684.html
Ce proche cousin disparu était connu grâce à l’ADN de fossiles trouvés dans l’Altaï russe. L’analyse de protéines tirées d’une mâchoire inférieure découverte au Tibet éclaire ses origines.
Reconstitution numérique d’une mâchoire de plus de 160 000 ans trouvée dans une grotte tibétaine, après nettoyage virtuel de la couche de calcite qui entoure partiellement le fossile. Jean-Jacques Hublin,
Il y a plus de 160 000 ans, les hauts plateaux tibétains, dont on pensait que notre espèce était la première à les avoir colonisés, il y a 40 000 ans environ, étaient déjà habités par de proches cousins, les dénisoviens. L’énigme que constitue ce groupe humain commence à se dissiper, avec l’analyse, présentée dans la revue Nature le 2 mai, d’une mâchoire inférieure trouvée il y a bientôt quarante ans par un bonze, dans une grotte de la province tibétaine de Gansu, en Chine.
Les dénisoviens n’ont pas de visage, et la mâchoire tibétaine ne suffira pas à leur en donner un. Mais elle livre de multiples pistes pour établir le portrait-robot d’un groupe humain jusqu’alors connu essentiellement à travers son ADN. Trouvés dans la grotte de Denisova dans l’Altaï russe, les seuls restes fossiles dont on disposait jusqu’alors se limitaient en effet à quelques dents et os fragmentaires, notamment une phalange de fillette dont l’analyse de l’ADN a révélé, en 2010, la singularité. Cette enfant, disait la génétique, n’appartenait ni aux néandertaliens, ni à notre propre espèce, Homo sapiens.
Faute de crâne ou de restes plus conséquents, les paléoanthropologues se sont gardés de définir une espèce nouvelle, avec nom latin de rigueur, se contentant de ce miracle technologique, inédit : décrire un nouveau venu dans la famille humaine par son seul profil génétique.
Descendance métissée
Depuis, la comparaison du génome dénisovien avec celui de néandertaliens et d’hommes modernes a révélé que ces groupes s’étaient croisés, et avaient pu avoir une descendance métissée. Certaines populations humaines actuelles gardent la trace de ces amours, comme les Papous, dont jusqu’à 5 % du génome peut être d’origine dénisovienne. Dans les hauts plateaux tibétains, c’est la version dénisovienne d’un gène favorisant l’adaptation à la vie en altitude, dans un air raréfié en oxygène, qui a été retrouvée chez les populations actuelles. Comment expliquer que cette mutation soit présente chez les dénisoviens de l’Altaï, à 700 mètres d’altitude seulement, où une telle adaptation ne semble pas nécessaire ?
L’équipe internationale dirigée par Jean-Jacques Hublin (Institut Max-Planck, Leipzig, Collège de France) propose une réponse au terme d’une enquête qui mêle, comme souvent en paléoanthropologie, rencontres improbables, génie technologique, intuition et coups de chance.
La mâchoire tibétaine est une rescapée à plus d’un titre. Elle proviendrait de la grotte karstique de Baishiya, une caverne située à 3 280 m d’altitude, profonde d’un kilomètre et lieu de culte bouddhiste. Un bonze aujourd’hui décédé y aurait prélevé le fossile en 1980, le soustrayant à une possible destruction : la grotte était célèbre pour ses vieux ossements, réduits en poudre parée de diverses vertus. Il en fit don au sixième bouddha vivant, Gung-Thang, qui lui-même la remit à l’université locale de Lanzhou. En 2010, l’intérêt pour ce fossile a ressurgi, et son parcours a été retracé jusqu’à sa grotte d’origine par Fahu Chen et Dongju Zhang, de l’université de Lanzhou. Des fouilles préliminaires sur place ont livré depuis d’autres fossiles et des outils lithiques, encore en cours d’analyse.
Contacté en 2016 par ces collègues chinois, Jean-Jacques Hublin a immédiatement été intéressé par le spécimen : « On voyait tout de suite que ce n’était pas un homme moderne ou un Homo erectus. Cela tombait dans le créneau possible pour un dénisovien. » La mâchoire provient probablement d’un adolescent, car une des molaires était encore en phase d’éruption. Les dents robustes évoquent celles trouvées dans la grotte de Denisova, en Russie.
Première déception, il n’a pas été possible d’en tirer le moindre ADN. Et en l’absence de contexte archéologique, le fossile risquait de rester muet. « Mais nous avons eu la chance extraordinaire que la calcite qui le recouvrait soit datable à l’uranium », se réjouit le paléanthropologue. La datation, 160 000 ans au moins, correspond à une période glaciaire, où la vie sur le plateau tibétain devait être encore plus rude qu’aujourd’hui. Mais il est possible que la mâchoire soit plus ancienne et date d’une époque plus clémente. Voilà pour le contexte, qui reste donc imprécis.
Les protéines, plus robustes
« Notre vrai joker, cela a été les protéines », souligne Jean-Jacques Hublin. Faute d’ADN, les chercheurs ont en effet cherché leur produit, des chaînes d’acides aminés dont la séquence correspond parfaitement à l’ADN qui les code. Lors de sa thèse à Leipzig, Frido Welker avait développé cette technique, montrant qu’on pouvait distinguer des restes de néandertaliens et d’Homo sapiens même en l’absence d’ADN. Plus récemment, il a pu éclairer l’évolution des rhinocéros par l’analyse d’un ossement vieux de 1,7 million d’années trouvé dans une grotte en Géorgie. L’ADN est certes plus précis, mais les protéines bien plus robustes, y compris dans les zones tempérées où au-delà de 100 000 ans, trouver de l’ADN semble illusoire.
La dentine de la mâchoire tibétaine n’a pas résisté à Frido Welker : « Ces tissus peuvent contenir plusieurs centaines de protéines, explique le jeune chercheur, aujourd’hui en poste au Muséum de Copenhague. On en a identifié huit qui étaient elles-mêmes dégradées. » Il n’y avait pas la protéine EPAS1 responsable de l’adaptation à l’altitude – elle n’est pas exprimée dans les dents, mais dans le placenta et les poumons –, mais différentes formes de collagène. Les similarités avec les séquences correspondantes dans le génome de Denisova ne laissent pas de doute sur la parenté avec la population de l’Altaï, bien plus étroite qu’avec tout autre hominidé.
« C’est une découverte très excitante, commente Chris Tyler-Smith, du Wellcome Sanger Institute (nord de Londres), dont l’équipe avait décrit en 2016 la distribution dans les populations himalayennes du gène dénisovien EPAS1. Nous savons désormais que les dénisoviens pouvaient vivre dans des environnements hostiles de haute altitude comme le Tibet. Cela implique qu’ils s’étaient largement dispersés en Asie – ce que nous suspections mais qui est confirmé là pour la première fois. Et nous avons une bonne explication de l’origine du variant génétique de haute altitude EPAS1 chez les habitants actuels de l’Himalaya : il a probablement été sélectionné par l’évolution en tant qu’adaptation des dénisoviens à la haute altitude. » Et légué à Homo sapiens lors de croisements après son arrivée dans la région, il y 40 000 ans.
La mâchoire tibétaine n’est qu’un premier élément du puzzle dénisovien en Asie. « Il y a d’autres candidats en Inde, en Ouzbékistan, et bien sûr en Chine, où la mâchoire du spécimen Penghu 1, par exemple, présente les mêmes caractères dentaires inhabituels, souligne Jean-Jacques Hublin. On va assister à un boom de la paléoprotéomique [analyse des protéines anciennes] pour tester ces fossiles et d’autres. » Il prédit une certaine diversité morphologique dans cette lignée, peut-être plus grande encore que celle observée au sein des néandertaliens, eux aussi largement dispersés dans le temps et l’espace, entre le Proche-Orient et l’Espagne. Une récente étude génomique portant sur les populations indonésiennes suggère que des métissages avec Homo sapiens ont pu intervenir à plusieurs reprises, avec des groupes dénisoviens distincts. Avant que notre espèce, lestée de quelques gènes hérités des dénisoviens, ne supplante ceux-ci.
Dans la grotte de Baishiya, les fouilles devraient reprendre prochainement, indique Dongju Zhang. Peut-être livreront-elles de nouveaux fossiles, plus parlants pour décrire la physionomie des dénisoviens, et dont l’ADN aura lui traversé les âges ?