Une mâchoire de Denisovan a été découverte sur le plateau tibétain à plus de 3 000 mètres d’altitude.Crédit : Dongju Zhang, Université de Lanzhou
Les scientifiques ont mis au jour les restes les plus complets à ce jour du mystérieux groupe d’anciens homininés connu sous le nom de Denisovans. La mâchoire, découverte en altitude sur le plateau tibétain et datée de plus de 160 000 ans, est également le premier spécimen de Denisovan trouvé en dehors de la grotte sibérienne dans laquelle l’hominine a été découverte il y a une décennie – confirmant les soupçons selon lesquels les Denisovans étaient plus répandus que ce que les archives fossiles suggèrent actuellement.
La recherche marque la première fois qu’un ancien humain a été identifié uniquement par l’analyse des protéines. En l’absence d’ADN utilisable, les scientifiques ont examiné les protéines présentes dans les dents du spécimen, suscitant l’espoir que d’autres fossiles pourraient être identifiés même lorsque l’ADN n’est pas conservé.
« C’est un travail fantastique », déclare Katerina Douka, archéologue à l’Institut Max Planck pour la science de l’histoire humaine à Iéna, en Allemagne, qui dirige un projet distinct visant à découvrir des fossiles de Denisovans en Asie. « Cela nous indique que nous regardons dans la bonne région. »
La chasse aux Denisovans
Jusqu’à présent, tout ce que les scientifiques ont appris sur les Denisovans provenait d’une poignée de dents et de fragments d’os provenant de la grotte de Denisova, dans les montagnes de l’Altaï, en Russie. L’ADN de ces restes a révélé que les Denisovans étaient un groupe frère des Néandertaliens, tous deux descendant d’une population qui s’est séparée des humains modernes il y a environ 550 00-765 000 ans. Et à la grotte de Denisova, les deux groupes semblent s’être rencontrés et croisés : un fragment d’os décrit l’année dernière appartenait à un individu hybride ancien-humain qui avait un père Denisovan et une mère Néandertalienne.
Mais beaucoup s’attendaient à ce que ce ne soit qu’une question de temps avant que les chercheurs ne trouvent des preuves de la présence de Denisovans ailleurs. Certains humains modernes d’Asie et d’Océanie portent des traces d’ADN de Denisovan, ce qui soulève la possibilité que cet hominine ait vécu loin de la Sibérie. Et certains chercheurs pensent que des fossiles d’hominines non classés provenant de Chine pourraient être des Denisovans.
Le dernier spécimen, décrit dans Nature1, consiste en une moitié de mâchoire inférieure, avec deux dents complètes. Un moine l’a trouvé dans la grotte karstique de Baishiya, en Chine, en 1980, et l’a transmis à l’université de Lanzhou. Mais ce n’est que dans les années 2010 que l’archéologue Dongju Zhang et ses collègues ont commencé à étudier l’os.
L’équipe a été confrontée à un problème. Les restes de la grotte Denisova avaient tous été identifiés parce qu’ils contenaient encore de l’ADN, qui pouvait être comparé aux séquences génétiques d’autres humains anciens. Mais il n’y avait plus d’ADN dans la mâchoire.
Au lieu de cela, les scientifiques ont recherché des protéines anciennes, qui ont tendance à durer plus longtemps que l’ADN. Dans la dentine des dents, ils ont trouvé des protéines de collagène aptes à être analysées. L’équipe les a comparées à des protéines équivalentes dans des groupes incluant les Denisoviens et les Néandertaliens, et a constaté qu’elles s’alignaient le mieux avec les séquences des Denisoviens.
L’équipe a également pu rassembler d’autres bribes d’informations sur l’individu. L’une des dents était encore en train de faire éruption, par exemple, ce qui a conduit les auteurs à supposer que la mâchoire appartenait à un adolescent.
Une reconstruction virtuelle de la mâchoire.Crédit : Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig
Des recherches antérieures2 ont identifié des restes de Néandertaliens en utilisant à la fois des protéines et de l’ADN – mais le succès de la dernière étude pourrait conduire à mettre davantage l’accent sur l’obtention d’anciennes protéines à partir de fossiles qui n’ont pas donné d’ADN, explique Chris Stringer, paléoanthropologue au Natural History Museum de Londres. La méthode pourrait s’avérer particulièrement utile pour les échantillons plus anciens ou ceux provenant d’Asie du Sud-Est et d’autres climats chauds, où l’ADN se dégrade le plus rapidement.
Mais le domaine n’en est qu’à ses débuts, ajoute Stringer, et l’analyse des protéines anciennes dispose actuellement d’un plus petit échantillon d’hominines précoces pour la comparaison que l’analyse de l’ADN. « Bien que ce soit certainement très suggestif d’un lien avec les Denisovans, je pense que j’aimerais voir des échantillons plus grands pour vraiment cerner cela davantage », dit-il.
Douka est d’accord : pour l’instant, l’analyse de l’ADN ancien reste la « norme d’or » pour ce type de travail, dit-elle. Bien qu’il n’y ait pas de matériel génétique dans la mâchoire, Douka se demande si les chercheurs pourraient encore trouver de l’ADN dans la grotte tibétaine – peut-être dans les sédiments.
Le toit du monde
L’altitude du nouveau foyer du Denisovan – 3 280 mètres au-dessus du niveau de la mer – a surpris les chercheurs, et permet de résoudre un mystère sur la contribution génétique des Denisovans aux Tibétains modernes (voir » Les repaires des Denisovans « ). « Il est étonnant que des humains anciens aient pu se trouver à cette altitude », déclare Stringer.
Certains Tibétains possèdent une variante d’un gène appelé EPAS1 qui réduit la quantité d’hémoglobine, une protéine porteuse d’oxygène, dans leur sang, ce qui leur permet de vivre à haute altitude avec de faibles niveaux d’oxygène. Les chercheurs3 avaient pensé que cette adaptation provenait des Denisovans, mais cela était difficile à concilier avec l’altitude relativement faible de la grotte de Denisova (700 mètres). La dernière étude suggère que les Denisovans ont développé cette adaptation sur le plateau tibétain et l’ont transmise à Homo sapiens lorsque l’espèce est arrivée il y a environ 30 000 à 40 000 ans, explique le co-auteur Frido Welker, anthropologue moléculaire à l’université de Copenhague. Si les Dénisovans d’Asie étaient adaptés aux hautes altitudes, des sites similaires pourraient abriter davantage de leurs restes.
Il cite la grotte de Sel’Ungur au Kirghizistan, à environ 2 000 mètres d’altitude, où l’os du bras d’un enfant hominine a été trouvé mais n’a donné aucun ADN. « Maintenant, je me demande – peut-être que ce spécimen est aussi un Denisovan et non un Néandertalien, comme nous le supposons habituellement », déclare Bence Viola, paléoanthropologue à l’Université de Toronto au Canada.
Réévaluation des fossiles
Et ce fossile est susceptible d’inciter les scientifiques à reconsidérer la classification d’autres restes. « Nous pouvons en quelque sorte travailler nous-mêmes à travers le registre fossile, et relier de plus en plus de spécimens aux Denisovans », déclare Viola.
Un candidat est une mâchoire connue sous le nom de Penghu 1, qui a été prise dans un filet de pêche près de Taïwan et présente de nombreuses similitudes avec la dernière mandibule. Welker et ses collègues émettent l’hypothèse que cette mâchoire pourrait être de type Denisovan – mais la preuve ultime viendra de l’analyse de l’ADN ou des protéines, dit Welker.
L’échantillonnage de tout reste pour les protéines ou l’ADN est par nature destructeur, il faut donc une bonne justification pour le faire, ajoute-t-il. « Ce n’est pas une décision à prendre à la légère ».