Généalogie génétique

Les raisons de l'extinction des hommes de Néandertal en Eurasie sont encore largement débattues. De nombreuses théories ont été proposées incluant la compétition ou le métissage avec les hommes modernes. Certains chercheurs suggèrent que les différences sociales, technologiques ou éthologiques entre hommes modernes et Néandertaliens ont pu jouer un rôle important dans ce processus d'extinction. Les dernières études paléo-génomiques ou ostéologiques ont révélé que les populations de Néandertals étaient peu nombreuses et montraient des signes de consanguinité importante à la fois en Europe et en Sibérie, suggérant une structure sociale basée sur de petits groupes ayant peu d'interactions entre eux. Ces résultats sont à l'opposé de ce qui a été montré pour les premiers hommes modernes en Eurasie.

La plus grande divergence actuellement identifiée jusqu'à présent entre populations Néandertales est celle qu'il y a entre la population de la grotte Denisova en Sibérie datée de 120.000 ans et celle de la grotte Vindija en Croatie datée de 44.000 ans. En Europe la comparaison des hommes de Néandertal anciens de Scladina et Hohlenstein-Stadel datés d'environ 120.000 ans et ceux beaucoup plus récents d'environ 40.000 ans suggèrent une continuité génétique dans l'ouest de l'Eurasie. Il y a environ 105.000 ans une migrations d’hommes de Néandertal de l'ouest vers l'est a permis le remplacement de la population Néandertale en Sibérie. En Eurasie occidentale, après 50.000 ans, les populations Néandertales sont toutes similaires à la population de la grotte Vindija suggérant une dynamique de cette population à la fin de son existence. La figure ci-dessous montre tous les génomes de Neandertal jusqu'ici analysés:



Ludovic Slimak et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: A late Neanderthal reveals genetic isolation in their populations before extinction. Ils ont séquencé le génome d'un homme de Néandertal surnommé Thorin, issu de la grotte Mandrin dans la vallée du Rhône. Les couches archéologiques de la grotte Mandrin sont datées entre 65.600 et 31.000 ans. Une dent d'homme moderne datée de 54.000 ans y a récemment été découverte associée à une technologie lithique du Néronien. Les restes de Thorin ont été découverts en 2015 à l'entrée de l'abri sous roche dans une couche correspondant au Post-Néronien II. Ces restes sont composés par une partie du processus palatin du maxillaire gauche au niveau des molaires, un fragment de la mandibule, 31 dents et cinq phalanges de la main gauche. La morphologie de ces dents est typique de Néandertal:



Les auteurs ont réalisé de nombreuses datations radiocarbones AMS. Un modèle Bayésien a permis d'estimer la date entre 52.900 et 48.050 ans. Les mesures isotopiques du carbone, de l'azote, de l'oxygène et du strontium sont compatibles avec un individu vivant dans un paysage ouvert (sans forêt) et des conditions climatiques froides.

Les analyses génétiques sur une dent ont montré que Thorin était un homme. Sa séquence mitochondriale est proche de l'individu du site de Forbes’ Quarry (FQ) à Gibraltar, mais aussi des individus de la grotte Stajnia en Pologne, Galeria de las Estatuas en Espagne et de celui daté 65.000 de la grotte Mezmaiskaya dans le Caucase. Elle est plus éloignée des séquences mitochondriales des autres hommes de Néandertal.



L'analyse du chromosome Y montre que Thorin est proche de plusieurs autres hommes de Néandertal situés sur les sites d'El Sidron en Espagne, Spy94a en Belgique, Chagyrskaya en Sibérie et Mezmaiskaya II dans le Caucase daté lui 43.500 ans:



Les auteurs ont ensuite utilisé le logiciel BEAST2 pour estimer le temps de divergence entre la clade mitochondriale de Thorin identifiée ci-dessus et les autres séquences Néandertales. Le résultat donne une estimation de 123.000 ans.

Les auteurs ont ensuite étudié le génome complet de Thorin en le comparant aux autres génomes de Néandertal en faisant une Analyse en Composantes Principales. De manière intéressantes tous les génomes de Néandertal forment un gradient qui s'étirent entre le Néandertal de l'Altaï et celui de la grotte Vindija en Croatie. Dans la figure ci-dessous, l'échantillon Denisova 3 à gauche est un homme de Denisova et non pas un Néandertal:



De manière intéressante, la plupart des Néandertals récents sont plus proche de Vindija 33.19 que Thorin, à l'exception encore une fois de l'individu du site de Forbes’ Quarry à Gibraltar. Ces résultats sont confirmés par la statistique D. Cette dernière montre également que Thorin partage plus d'allèles avec l’individu de Gibraltar qu'avec les autres Néandertaliens. De plus Thorin ne montre pas de métissage récent avec l'homme moderne. L'utilisation du logiciel momi2 montre que Thorin a divergé de Vindija 33.19 il y a environ 103.000 ans, avant les autres hommes de Néandertal récents comme Mezmaiskaya 1 ou Chagyrskaya 8.



Si on rajoute l'échantillon de Forbes’ Quarry à Gibraltar dans ce même modèle, on voit qu'il diverge de celui de la grotte Mandrin d'environ 81.000 ans.

Les auteurs ont également mesuré un nombre de segments homozygotes dans Thorin plus élevé que pour les autres Néandertaliens récents. Ces résultats suggèrent que Thorin vivait dans un plus petit groupe que les autres groupes Néandertaliens contemporains, et que son groupe était plus isolé. Thorin semble appartenir avec l'individu de Gibraltar à une ancienne population Néandertale Européenne.

Les auteurs ont de plus étudié la possibilité d'un renouvellement de la population en Europe à la fin de la période néandertalienne. En utilisant la statistique D testant si la lignée tardive du Caucase de Mezmaiskaya 2 forme un groupe externe par rapport à d'autres Néandertaliens européens tardifs, ils ont trouvé des preuves d'un flux génétique d'une ancienne lignée néandertalienne dans le génome du Neandertal du site de Les Cottés en France et daté d'environ 43.000 ans. De manière intéressante cet individu a une séquence mitochondriale proche de celles des individus des grottes Okladnikov et Chagyrskaya situées dans l'Altaï. Ces résultats suggèrent ainsi la présence d'au moins deux lignées anciennement divergentes et isolées, très proches géographiquement à la fin de la période néandertalienne, partiellement remplacées par la suite par une expansion de lignées de type Vindija en Europe occidentale au cours des 10 000 dernières années de leur existence.

Mise à jour:

Ce papier a été définitivement publié en septembre 2024: Long genetic and social isolation in Neanderthals before their extinction

Vous pouvez écouter l'émission de carbone 14 sur France Culture: Ainsi meurent les Néandertaliens... (Sic semper evello mortem neanderthalensis) du samedi 1 juillet 2023: