Illustration: Robert Carter
Plus de 30 000 ans après son extinction, la population dénisovienne survit en nous. Ces êtres humains préhistoriques ont changé la vision de notre propre évolution.
Une phalange d’annulaire, une de gros orteil, un fragment de crâne, quelques dents, une demi-mâchoire inférieure ainsi qu’un morceau de côte. Ces fossiles, qui tiendraient dans une petite boîte à chaussures, sont les seuls os reconnus d’une lignée humaine aujourd’hui disparue : la lignée dénisovienne. De cette population « fantôme », on sait encore peu de choses, que ce soit sur son apparence, son mode de vie, sa culture et même sa disparition. On sait toutefois que ces intrigants humains ont côtoyé les Néandertaliens, nos « cousins » préhistoriques, ainsi que nos ancêtres Homo sapiens, se reproduisant même avec eux ! Et ce, jusqu’à seulement 30 000 ans avant notre ère ! Si bien que des populations actuelles portent dans leur ADN des gènes d’origine dénisovienne. C’est dire si nos histoires sont entremêlées !
Ce mélange rebat les cartes de l’histoire de l’humanité. Et les paléoanthropologues multiplient les analyses moléculaires et, surtout, les efforts pour dénicher des fossiles plus complets, afin d’établir un meilleur portrait de la famille dénisovienne.
Leur quête a débuté à la fin des années 2000 dans la grotte de Denisova, au cœur des montagnes de l’Altaï, en Sibérie. Cette grotte, Bence Viola, paléoanthropologue à l’Université de Toronto, la connaît bien. Il y a étudié des fossiles néandertaliens lors de son doctorat, à l’Université de Vienne, en Autriche. En 2009, pour son stage postdoctoral, il se rend à Leipzig, en Allemagne, où il intègre l’équipe de Svante Pääbo, le pionnier du séquençage d’ADN de fossile. Celui-ci recevra d’ailleurs le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2022. « Là, le premier courriel que j’ai reçu lors de mon stage, raconte Bence Viola, c’était Svante qui me demandait de venir donner mon avis sur des résultats étranges obtenus par Johannes [Krause], un généticien du laboratoire. » Il s’agissait d’une séquence d’ADN extraite d’une phalange d’allure humaine, mais inclassable, datée d’entre 77 000 et 52 000 ans, et trouvée dans la grotte de Denisova un an plus tôt.
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- Réplique d’une molaire d’un Dénisovien, trouvée dans la grotte de Denisova (Russie)
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- Réplique d’un fragment de phalange d’une Dénisovienne, trouvé dans la grotte de Denisova (Russie) et dont l’ADN a été séquencé
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- Mâchoire dénisovienne trouvée dans la grotte de Baishiya (Chine)
Un récit gravé dans l’ADN
Que dit cet ADN ? Qu’il n’a appartenu ni à un individu néandertalien ni à un Homo sapiens, mais à un être humain inconnu, à la fois distinct et proche génétiquement des deux premiers. « Mon rôle de paléoanthropologue, c’était d’aider à interpréter ces résultats dans le contexte de l’évolution humaine », ajoute Bence Viola. Les scientifiques publient le génome complet de cette nouvelle lignée humaine dans deux articles dans Nature en 2010. Paradoxalement, notre connaissance génétique de cette nouvelle branche est insuffisante pour lui donner un nom scientifique d’espèce, tel qu’Homo sapiens. Pour cela, il faudrait pouvoir la décrire minimalement, ce qui est impossible à cause du faible nombre de fossiles actuellement. On parle donc des « Dénisoviens ».
Les différences génétiques entre deux lignées indiquent depuis combien de temps elles se sont séparées l’une de l’autre. D’après les analyses publiées dans Nature, le plus récent ancêtre commun des trois lignées a vécu il y a 750 000 ans. Qui pouvait-il être ? « Probablement Homo rhodesiensis, un humain archaïque qui occupait la plus grande partie de l’Afrique. Un groupe de cette espèce a quitté ce continent il y a environ 800 000 ans et a pris le nom d’Homo heidelbergensis en s’installant en Europe », nous répond Silvana Condemi, paléoanthropologue au Centre national de la recherche scientifique, en France, et coautrice de l’essai L’énigme Denisova, publié en 2024 avec le journaliste François Savatier. « Après sa sortie d’Afrique, ce groupe donne naissance à une lignée qui s’est séparée, vers -400 000 ans, en deux groupes frères : les Dénisoviens en Asie et les Néandertaliens en Europe et au Moyen-Orient, mais aussi ponctuellement dans l’ouest de l’Asie. » Enfin, Homo sapiens est né il y a 250 000 ans, en Afrique, issu lui aussi d’Homo rhodesiensis, qui y existait toujours. Puis, vers -70 000 ans, un groupe d’Homo sapiens quitte à son tour le continent africain pour coloniser la planète – et y rencontrer, à l’occasion, ces lignées cousines déjà bien installées.
Métissages multiples
Connaissez-vous Denny ? Probablement pas. C’est une adolescente de 13 ans. Ou plutôt, elle avait environ 13 ans quand elle est morte, il y a 90 000 ans. Tout ce qui reste d’elle, c’est un morceau d’os non identifiable trouvé dans la grotte de Denisova. Le séquençage de son ADN en 2018 a révélé que le père de Denny était dénisovien, tandis que sa mère était… néandertalienne !
Non seulement la lignée dénisovienne s’est métissée avec Homo sapiens, mais elle s’est aussi mélangée avec la branche néandertalienne. Ajoutons ici que Néandertal et sapiens se sont également hybridés en Europe et en Asie. Si bien que les populations actuelles originaires de ces continents possèdent 2 % d’ADN néandertalien. Celui-ci contient, par exemple, des gènes conférant une protection partielle contre le VIH/sida, mais aussi augmentant le risque d’aggravation de la COVID-19.
Cette interfécondité avec – au moins – deux autres espèces humaines aurait joué un rôle-clé dans l’évolution d’Homo sapiens. Après avoir quitté l’Afrique il y a environ 70 000 ans, celui-ci rencontre des groupes néandertaliens et dénisoviens, bien adaptés à leur environnement. Le métissage fournit à Homo sapiens des gènes essentiels à sa survie dans ces nouveaux milieux. Par exemple, les gènes ayant permis aux peuples néandertaliens de survivre aux périodes glaciaires. Ils adapteront rapidement Homo sapiens, arrivé d’Afrique, à son nouvel environnement européen plus froid.
Les diverses analyses génétiques montrent en fait toutes sortes de croisements au fil du temps et des migrations. Par exemple, des Homo sapiens qui s’hybrident avec des individus néandertaliens déjà métissés avec des Homo sapiens anciens, 150 000 ans plus tôt. Voilà qui complique notre histoire !
C’est ce qui fascine le plus Bence Viola depuis ce premier courriel lors de son stage postdoctoral. « L’évolution humaine est beaucoup plus complexe qu’on croyait. Fini le temps où on pensait que les lignées humaines se succédaient sans se côtoyer ! » Fabrice Demeter abonde dans son sens : « Il faut réaliser qu’il y a environ 60 000 ans, au moins 6 espèces humaines foulaient le sol de l’Eurasie. Les Dénisoviens, les Néandertaliens et nos propres ancêtres Homo sapiens, mais aussi Homo erectus, ainsi qu’Homo floresiensis et Homo luzonensis [deux espèces isolées, en Indonésie et aux Philippines respectivement]. » Et Silvana Condemi de conclure : « L’évolution humaine n’est pas linéaire, elle est buissonnante ! »
Emplacements des sites paléoarchéologiques liés aux Dénisoviens
Une espèce « yéti » ?
En mai 2019, toujours dans Nature, l’analyse d’une demi-mâchoire fossile, découverte en 1980 dans la grotte de Baishiya, à plus de 3000 mètres d’altitude sur le plateau tibétain, en Chine, vient enrichir le tableau. L’ADN de cette mâchoire de 160 000 ans étant trop dégradé, les scientifiques en ont analysé des protéines – plus résistantes. Résultat ? Ces protéines sont bien liées à l’ADN dénisovien !
Sibérie, plateau tibétain… les Dénisoviens étaient-ils des sortes de « yétis », adaptés à l’altitude et au froid ? Au moins une partie d’entre eux ! Des gènes dénisoviens d’adaptation au froid existent toujours chez certaines populations actuelles, ce qui prouve du même coup le métissage avec Homo sapiens.
C’est ainsi que le gène EPAS1, détecté dans la population tibétaine actuelle et fort utile à la vie en altitude, où l’oxygène est plus rare, était déjà présent chez les Dénisoviens. Autre exemple : chez les Inuits, qui descendent de peuplades sibériennes, la version du gène TBX15 ressemble beaucoup plus à la version dénisovienne qu’à celle des autres humains actuels. Or, ce gène contribue à maintenir la température corporelle dans un climat froid.
Et il y a d’autres surprises génétiques ! Tout d’abord, de 3 à 5 % de l’ADN de la population mélanésienne, des Aborigènes d’Australie et des Autochtones Aeta des Philippines est dénisovien ! Cette persistance montre que cet ADN a joué un rôle important dans la survie de ces populations. Il contient, par exemple, des gènes jouant un rôle dans le système immunitaire. Pourtant, ces populations vivent dans les climats tropicaux, loin de la froide Sibérie. Alors, d’où vient cet ADN ? De peuplades dénisoviennes ayant vécu dans ces régions tropicales ? Ou d’Homo sapiens déjà hybridés avec des Dénisoviens, qui se seraient aventurés au sud ?
Un Nobel pour l’ADN préhistorique
« Il y a un avant et un après. L’arrivée de la génétique a assurément bouleversé les choses, lance Michelle Drapeau, paléoanthropologue à l’Université de Montréal, qui a assisté à l’éclosion de la génétique dans sa discipline. Le séquençage d’ADN permet d’identifier des lignées et de préciser les degrés de parenté entre elles, ainsi que le moment où elles se sont séparées. » Bref, la génétique nous dévoile un pan de l’histoire du vivant inaccessible autrement. « Le problème, continue la chercheuse, c’est la préservation de l’ADN au cours des millénaires. Celui-ci résiste mieux quand il est maintenu au froid, par exemple dans les grottes. »
Le pionnier du séquençage d’ADN ancien est le Suédois Svante Pääbo, aujourd’hui à l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutionniste, à Leipzig, en Allemagne. Son tour de force, qui l’a mené au Nobel, a consisté à trouver un moyen d’extraire l’ADN des fossiles et de le décontaminer de tous les ADN provenant d’autres organismes au fil du temps. Il a ainsi séquencé l’ADN complet de plusieurs individus néandertaliens, établissant du même coup 1) la parenté entre eux et Homo sapiens, et 2) la présence de 2 % d’ADN néandertalien dans les populations eurasiennes actuelles.
Autre façon de faire parler l’ADN : à l’Université hébraïque de Jérusalem, l’équipe de Liran Carmel a réalisé le portrait-robot d’une Dénisovienne à partir du génome de celle-ci. Pas à partir de la séquence de l’ADN elle-même, mais sur la base de l’activité des gènes. Plus l’activité d’un gène est faible, plus il comporte de « cadenas » moléculaires (des molécules de méthyle accrochées à l’ADN). En comparant les profils de méthylation de l’ADN dénisovien avec celui d’autres primates dont le squelette est connu, y compris des humains actuels, Liran Carmel a élaboré un squelette dénisovien plausible. Et montré que les humains de Denisova avaient la peau, les cheveux et les yeux bruns.
Voyages au bout de l’Asie
L’entrée de la grotte de Denisova, en Russie
La réponse paraît en 2022, dans un article de Nature Communications portant sur un tout petit fossile, découvert fin 2018 dans une grotte, au Laos. « Quatre jours avant la fin de notre expédition [pour trouver des restes d’humains anciens], relate Fabrice Demeter, paléoanthropologue au Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck à Copenhague, au Danemark, notre spéléologue Éric Suzzoni fait un peu de prospection dans une nouvelle grotte en prévision de fouilles futures. À son retour, il nous montre sa récolte de fragments de roches et d’os, tout en gardant le meilleur pour la fin : une molaire humaine, ancienne, mais assurément pas une molaire d’Homo sapiens ! »
Cette dent se trouvait au sein de sédiments et d’os animaux datés ultérieurement de 131 000 à 164 000 ans. D’après l’analyse de ses protéines, elle a appartenu à un individu Homo de sexe féminin, sans plus de précision. Or, d’après des analyses poussées en laboratoire, elle ressemble tellement aux molaires de la demi-mâchoire dénisovienne trouvée dans la grotte de Baishiya qu’elle doit appartenir à la même lignée. Des groupes dénisoviens, non hybridés avec Homo sapiens, auraient donc bien atteint l’Asie tropicale du Sud-Est !
« Toutefois, l’aire d’habitation des Dénisoviens devait correspondre plus ou moins à la Chine, avec son climat plus clément, souligne Fabrice Demeter. La Sibérie, le plateau tibétain et même le Laos, ça devait être la périphérie. » Mais alors pourquoi n’a-t-on pas trouvé plus de fossiles dénisoviens en Chine ?
Justement… Depuis près d’un siècle, les anthropologues ont découvert plusieurs fossiles de l’époque dénisovienne aux quatre coins de la Chine, surtout des crânes. Ceux-ci se sont retrouvés classés dans des catégories inventées pour l’occasion ou fourre-tout, comme « humains archaïques ». À l’instar de plusieurs autres paléoanthropologues, y compris Bence Viola, Fabrice Demeter s’attend à ce qu’au moins quelques-uns de ces crânes soient en fait dénisoviens. Mais aucune étude d’ADN ou de protéines n’a été publiée jusqu’ici, probablement parce que ces molécules sont trop dégradées.
Plus libre dans L’énigme Denisova que dans une revue savante, Silvana Condemi franchit le pas. Pour elle, plusieurs de ces crânes, ainsi qu’une autre demi-mâchoire littéralement pêchée en 2008 dans le détroit de Taïwan, sont d’origine dénisovienne. Elle les classe ainsi sur la base de leur datation et de trois types de critères morphologiques : ceux archaïques hérités d’Homo rhodesiensis/heidelbergensis, d’autres partagés avec la « fratrie » néandertalienne et les derniers appartenant uniquement aux crânes en question. Par exemple, des arcades sourcilières prononcées, mais qui ne fusionnent pas complètement au-dessus de l’arête du nez, contrairement aux arcades néandertaliennes. « C’est la solution la plus parcimonieuse », explique-t-elle. Autrement dit, la plus simple ! D’autant plus que ces fossiles sont compatibles avec un portrait-robot esquissé à partir de l’ADN dénisovien.
Le Graal des paléoanthropologues
Retour à la grotte de Baishiya, sur le plateau tibétain. Dans Nature de juillet 2024, des scientifiques de l’Université Lanzhou, en Chine, rapportent y avoir découvert des milliers de fragments d’os d’animaux, ainsi qu’un éclat d’os aux protéines dénisoviennes. Un grand nombre de ces os d’animaux portaient des marques de dépeçage. Selon les analyses de protéines, il s’agit surtout d’herbivores de la famille des moutons, mais on y trouve aussi des aigles et de petits rongeurs, ce qui laisse penser que ces homininés étaient d’habiles chasseurs. On y a aussi identifié des os de yaks, de rhinocéros laineux et de carnivores, tels que des hyènes et des loups. Autrement dit, les groupes dénisoviens devaient aussi savoir travailler en équipe pour chasser le gros gibier. En entrevue, Silvana Condemi mentionne des analyses de tartre dentaire en cours « qui nous diront ce que ces Dénisoviens mangeaient. Chez les Néandertaliens, ces analyses nous ont appris que ceux-ci se soignaient avec des plantes médicinales encore utilisées aujourd’hui ! ».
L’étude chinoise révèle également que les peuplades dénisoviennes taillaient des os pour en faire des outils. Une autre étude chinoise, de 1987, sur des ossements Homo déterrés dans la province du Liaoning en 1984 et aujourd’hui considérés comme dénisoviens par plusieurs paléoanthropologues, a rapporté qu’ils se trouvaient au milieu d’outils en pierre et de traces d’utilisation du feu. De plus, dans L’énigme Denisova, Silvana Condemi présente pour argument le fait que les clans dénisoviens des climats tropicaux utilisaient aussi le bambou, un peu à la manière des populations chasseuses-cueilleuses d’aujourd’hui. Pour Fabrice Demeter, « les Dénisoviens avaient tout à fait les mêmes capacités que nous. Aucun doute là-dessus ! ».
Ces êtres énigmatiques se dévoilant de plus en plus, quel est le souhait des paléoanthropologues interrogés ici ? La découverte – au minimum – d’un crâne fossilisé contenant de l’ADN en bon état pour qu’il soit authentifié et pour qu’on puisse confirmer par comparaison la nature dénisovienne des crânes mentionnés plus haut. Silvana Condemi décrit ce que serait le jackpot pour elle : « Une communauté dénisovienne entière, fossilisée dans une grotte, comptant des membres de tous les âges, qu’on étudierait pour leur anatomie, mais aussi pour leurs savoir-faire et pourquoi pas leur art ! » La chasse au trésor est lancée !
