ADN nucléaire des hommes archaïques du Pléistocène Moyen de Sima de los Huesos en Espagne

Quand les hommes modernes se sont répandus hors d'Afrique au Proche-Orient il y a entre 75.000 et 50.000 ans, au moins deux groupes d'hommes archaïques habitaient en Eurasie: les Néandertaliens et les Dénisoviens. Alors que les Néandertaliens sont connus par de nombreux fossiles en Europe, en Asie de l'ouest et en Asie Centrale, les Dénisoviens sont seulement connus dans les montagnes de l'Altaï au sud de la Sibérie. Cependant l'ascendance Dénisovienne est détectée dans les populations actuelles en Océanie, en Asie Continentale et chez les Amérindiens, suggérant qu'ils étaient beaucoup plus répandus que cela. L'analyse ADN des Néandertaliens et Dénisoviens a montré qu'ils étaient plus proches les uns des autres que des hommes modernes et qu'ils ont divergé d'un ancêtre commun entre 381.000 et 473.000 ans si on utilise un taux de mutations de 0,5 10-9 par site et par an.

Un ensemble de 28 individus trouvés à Sima de los Huesos dans la Sierra de Atapuerca en Espagne, a été daté récemment autour de 430.000 ans. Une question intéressante est de savoir comment ces individus sont reliés aux hommes archaïques de la fin du Pléistocène notamment les Néandertaliens et les Dénisoviens. Ils partagent des traits anatomiques (notamment des dents et du crâne) avec les Néandertaliens, cependant la première analyse mitochondriale d'un individu de Sima de los Huesos à partir d'un fémur, a montré qu'ils étaient plus proche des Dénisoviens que des Néandertaliens. Cependant l'ADN mitochondrial donne des indications sur une seule lignée généalogique (maternelle) et ne reflète pas forcément les relations générales entre ces individus.

Matthias Meyer vient de publier un papier intitulé: Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins. Il a analysé quatre nouveaux échantillons: une incisive, un fragment de fémur, une molaire et une omoplate.

Les auteurs ont d'abord analysé l'ADN mitochondrial de ces quatre échantillons. Trois de ces échantillons étaient trop contaminés pour donner de bons résultats et le dernier n'a pas permis d'obtenir une séquence mitochondriale complète. Les auteurs ont cependant pu analyser l'ADN mitochondrial du dernier échantillon sur certaines positions qui différent entre les hommes modernes, les Néandertaliens, les Dénisoviens et l'individu de Sima de los Huesos précédemment analysé. Ils ont ainsi montré que cet individu avait des variants spécifiques aux Dénisoviens, mais qu'il n'avait pas les variants spécifiques aux Néandertaliens. En plus des variants spécifiques aux Dénisoviens cet individu avait 3 des 5 variants spécifiques à l'homme de Sima de los Huesos préalablement analysé. Cette analyse mitochondriale confirme donc la précédente et montre que les hommes de Sima de los Huesos sont plus proche maternellement des Dénisoviens que des Néandertaliens.

Les auteurs ont ensuite analysé l'ADN nuclaire des cinq échantillons:

Selon les échantillons, entre 0,02% et 0,25% des séquences d'ADN obtenues s'alignent sur le génome humain. A l'exception de l'omoplate, les échantillons montrent un taux de déamination (substitutions C vers T) entre 5 et 22% caractéristique de l'ADN ancien. La contamination estimée est inférieure ou égale à 21% pour trois échantillons: le fragment de fémur, l'incisive et la molaire. Pour ceux-ci la quantité d'ADN nucléaire retrouvée varie de 189.000 à 2 millons de paires de base. Ces trois individus sont des hommes comme le montre l'analyse du chromosome X:

Les auteurs ont ensuite comparé l'ADN nucléaire obtenu avec celui d'un Néandertalien de l'Altaï, d'un Dénisovien et d'un homme moderne d'Afrique contemporain (pygmée Mbuti). Ainsi le fragment de fémur et l'incisive de Sima de los Huesos partagent respectivement 87% et 68% des variants communs au Néandertalien et au Dénisovien, 43% et 39% des variants spécifiques au Néandertalien, 9% et 7% des variants spécifiques au Dénisovien:

Ces résultats montrent donc que les individus de Sima de los Huesos sont plus proche génétiquement des Néandertaliens que des Dénisoviens.

Par comparaison, les Néandertaliens Européens partagent entre 69% et 75% des variants spécifiques au Néandertalien de l'Altaï. Ceci implique que les hommes de Sima de los Huesos ont divergé plus de deux fois plus loin dans le temps que les Néandertaliens Européens le long du lignage entre le Néandertalien de l'Altaï et l'ancêtre commun aux Néandertaliens et aux Dénisoviens:

Le taux de mutations utilisé implique également que l'ancêtre commun aux Néandertaliens, Dénisoviens et des hommes modernes date entre 550.000 et 765.000 ans. Ainsi, les individus Homo heidelbergensis plus jeune que cet ancêtre commun (comme Arago ou Petralona) ne peuvent appartenir à la lignée ancestrale des hommes modernes et des Néandertaliens. D'autre part, la lignée mitochondriale des individus de Sima de los Huesos plus proche des Dénisoviens que des Néandertaliens implique que la lignée mitochondriale des Néandertaliens a été acquise plus récemment que l'âge des individus de Sima de los Huesos, peut-être suite à une hybridation avec des individus archaïques venus d'Afrique. Plus de tests d'ADN ancien sont nécessaires pour éclaircir ce point.