Généalogie génétique

Le séquençage du génome de plusieurs Néandertals a commencé à éclairer l'histoire de cette population. Mis à part l'ancien individu de Sima de los Huesos vieux d'environ 430.000 ans pour lequel seulement très peu d'ADN a été séquencé, le lignage le plus divergent actuellement connu est celui d'un ancien Néandertal de l'Altaï vieux d'environ 130.000 ans issu de la grotte Denisova. Tous les autres Néandertals sont plus proches génétiquement de l'individu de la grotte Vindija en Croatie vieux de plus de 44.000 ans. Cela inclut notamment les anciens Néandertals de Hohlenstein-Stadel au sud de l'Allemagne et de Scladina en Belgique vieux d'environ 120.000 à 130.000 ans, le Néandertal de la grotte Mezmaiskaya en Russie vieux de 60 à 70.000 ans, le Néandertal de la grotte Chagyrskaya dans l'Altaï et vieux de 80.000 ans. Ainsi il n'y a pas d'évidence pour l'existence d'une structure génétique dans la population Néandertalienne à une date plus récente que 90.000 ans, date à laquelle la population Néandertalienne occidentale a remplacé l'ancienne lignée de l'Altaï dans la grotte Denisova.

Les fossiles de Néandertal à Gibraltar sont parmi les plus connus et les plus anciens. En 1848 un crâne d'une femme de Néandertal à été découverte à Forbes’ Quarry. En 1926 le crâne d'un enfant Néandertal vieux de 5 à 6 ans a été découvert à Devil’s Tower. En l'absence de donnée chronologique directe, l'âge de ces deux fossiles est inconnu.

Lukas Bokelmann et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: A genetic analysis of the Gibraltar Neanderthals. Ils ont séquencé le génome de ces deux Néandertals de Gibraltar malgré une très forte contamination par des hommes modernes, en utilisant une nouvelle méthode de filtrage du processus de désamination de la cytosine spécifique à l'ADN ancien:


Ils ont ainsi obtenu environ 2% du génome pour le Néandertal de Forbes’ Quarry et 0,1% du génome pour le Néandertal de Devil’s Tower. Ils en ont déduit que l'individu de Forbes’ Quarry est bien une femme et que celui de Devil’s Tower est un garçon.

Les auteurs ont ensuite positionné la séquence mitochondriale de la femme de Forbes’ Quarry parmi toutes les séquence mitochondriales Néandertaliennes connues:


Elle se regroupe avec l'ancien Néandertal de la grotte Mezmaiskaya en Russie, quoique les auteurs ne semblent pas totalement sûrs de cette position.

Les auteurs ont ensuite comparé les génomes nucléaires des deux Néandertals de Gibraltar avec celui du Néandertal de l'Altaï, d'un homme de Denisova, d'un homme moderne Africain (pygmée Mbuti) et de quatre grands singes (chimpanzé, bonobo, gorille et orang-outan). Les deux Néandertals de Gibraltar partagent plus d'allèles avec le Néandertal de l'Altaï qu'avec les autres individus:


Cependant le résultat est moins net pour le garçon de Devil’s Tower probablement à cause d'une plus forte contamination du génome obtenu. Les auteurs ont donc continué l'analyse avec seulement le génome de la femme de Forbes’ Quarry afin de positionné son génome nucléaire parmi les génomes des autres Néandertals.

Pour cela les auteurs ont utilisé la statistique D. Ainsi la femme de Forbes’ Quarry partage plus d'allèles dérivés avec les Néandertals de Vindija et de Chagyrskaya qu'avec celui de la grotte Denisova dans l'Altaï. Cependant, contrairement aux Néandertals de El Sidron en Espagne vieux de 49.000 ans environ et à ceux plus récents d'Europe occidentale, la femme de Forbes’ Quarry ne partage pas plus d'allèles dérivés avec le Néandertal de Vindija qu'avec le Néandertal de Chagyrskaya, suggérant qu'elle n'est pas plus proche de l'un que de l'autre génétiquement.

Les auteurs ont ensuite estimé la date de divergence entre les ancêtres de la femme de Forbes’ Quarry avec les ancêtres des hommes modernes, des Dénisoviens et des autres Néandertals. Les résultats indiquent que la séparation avec les hommes modernes remonte à environ 522.000 ans, avec les Dénisoviens à environ 345.000 ans, avec le Néandertal de Vindija à 94.000 ans, et avec le Néandertal de Chagyrskaya à 102.000 ans. De plus les analyses de partage d'allèles dérivés et celles d'estimation de dates de divergence montrent que la femme de Forbes’ Quarry est plus proche des Néandertals anciens de Scladina, Hohlenstein-Stadel et Mezmaiskaya que des Néandertals plus récents de El Sidron ou les autres d'Europe occidentale. Ces résultats suggère que l'âge du fossile de Forbes’ Quarry est plus vieux que le fossile de El Sidron daté de 49.000 ans à moins qu'une forte structure génétique ait existé dans la population Néandertalienne récente de la péninsule Ibérique.