Au moment où le généticien des populations Stéphane Peyrégne a prononcé son discours mardi après-midi lors d'une réunion à Puerto Vallarta, au Mexique, des rumeurs circulaient et la salle était pleine. Il n’a pas déçu : « Je suis heureux de vous parler d’un nouveau génome dénisovien provenant d’un mâle âgé de 200 000 ans », a déclaré Peyrégne, postdoctorant à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive.

La séquence génétique qu'il a dévoilée est le plus ancien génome humain de haute qualité à ce jour : 80 000 ans de plus que le précédent détenteur du record : un Néandertalien qui a vécu il y a environ 120 000 ans. Les nouveaux résultats surviennent après plus d’une décennie d’efforts pour trouver des os fossilisés et un deuxième génome d’un Denisovan, le mystérieux humain archaïque découvert grâce à son ADN il y a 14 ans. Ce premier génome dénisovien provenait de l’os du petit doigt d’une fille et datait d’il y a entre 60 000 et 80 000 ans. Les génomes des Dénisoviens et des anciens Néandertaliens provenaient tous du même site froid et riche en fossiles : la grotte de Denisova dans les montagnes de l'Altaï en Sibérie.

Selon l'analyse de Peyrégne et de ses collègues, le mâle nouvellement séquencé provient d'une population distincte de premiers Dénisoviens qui s'est croisée à plusieurs reprises avec un groupe de Néandertaliens dont la population n'avait pas été détectée auparavant dans l’ADN dénisovien.

"En tant que personne qui s’intéresse aux Dénisoviens depuis une décennie, la nouvelle d'un nouveau génome dénisovien était incroyablement passionnante", a déclaré la généticienne des populations Emilia Huerta-Sanchez de l'Université Brown, qui a co-organisé la session lors de la réunion annuelle de la Société pour la biologie moléculaire et l'évolution. "Il ne s'agit pas simplement d'un autre génome ancien", ajoute Priya Moorjani, généticienne des populations de l'Université de Californie à Berkeley, qui participait également à la conférence. "Cela en dit beaucoup plus sur ces ancêtres insaisissables."

Les Dénisoviens sont principalement connus par leur ADN. Les chercheurs disposent du génome de la jeune fille, ainsi que de fragments d'ADN nucléaire et mitochondrial provenant de fossiles fragmentaires (des dents, un os d'orteil) de sept autres individus, tous également issus de la grotte de Denisova. Les scientifiques ont également identifié de l'ADN dénisovien chez des humains vivant actuellement, notamment chez des Papous et des Chinois Han, acquis lors de croisements passés. L'ADN présent dans les sédiments a montré que les Dénisoviens étaient les premiers dans la grotte il y a 300 000 ans, puis ont vécu dans une grotte sur le plateau tibétain (VIDEO). Les rares fossiles révèlent que cet humain archaïque avait des molaires plus grandes que celles des Néandertaliens et un bas de visage robuste, connu à partir d'une mâchoire en Chine (PDF). Mais personne ne sait vraiment à quoi ressemblaient les Dénisoviens.

Les fouilles dans la grotte de Denisova se sont poursuivies et l'archéologue Maxim Kozlikin de l'Académie des sciences de Russie (RAS) a découvert une molaire dans une couche profonde datée d'il y a 200 000 ans, a rapporté Peyrégne dans son exposé. L'équipe RAS a envoyé la molaire à Max Planck, où des généticiens évolutionnistes ont extrait suffisamment d'ADN pour pouvoir séquencer plus de 24 fois le génome, ce qui est considéré comme exceptionnel pour un ADN aussi ancien. Travaillant dans le laboratoire de la bio-informaticienne Janet Kelso, Peyrégne et ses collègues ont comparé la nouvelle séquence d'ADN avec celle des Néandertaliens, d'autres Dénisoviens et des hommes modernes.

L’analyse de son ADN a révélé que le mâle Denisovan avait hérité de 5 % de son génome d'une ancienne population de Néandertaliens jusqu'alors inconnue. Le mâle, étiqueté Denisova 25, provenait d'une population de Dénisoviens distincte de la fille, connue sous le nom de Denisova 3, et des autres Dénisoviens de la grotte. L’ADN de la jeune fille est plus étroitement lié aux séquences dénisoviennes des humains modernes vivants, qui les ont obtenues d’au moins deux populations dénisoviennes distinctes.

Tout cela suggère que la population de mâles plus âgés a été remplacée dans la grotte par des Dénisoviens ultérieurs, a déclaré Peyrégne dans son discours. Les données suggèrent également que les ancêtres mâles de Denisova se sont croisés à plusieurs reprises avec les Néandertaliens. Les Dénisoviens ont apparemment été remplacés dans la grotte par les Néandertaliens pendant une période, d'après le fossile de Néandertal daté d'il y a environ 120 000 ans. Il y a environ 60 000 ans cependant, les Dénisoviens étaient revenus. Les deux groupes se sont peut-être même rencontrés dans la grotte : l'ADN d'un fragment d'os provenant d'une femme âgée de plus de 50 000 ans montre que sa mère était une Néandertalienne et son père un Dénisovien (PDF). Plus tard, l'ADN et les fossiles indiquent que les humains modernes ont occupé la grotte et que les Dénisoviens et les Néandertaliens ont disparu. La région était clairement un carrefour pour différents types d’humains, a déclaré Peyrégne lors de l’exposé. 

Bien que les Dénisoviens et les Néandertaliens se soient apparemment croisés à plusieurs reprises, leurs lignées sont distinctes : ils ont divergé d'un ancêtre commun il y a au moins 400 000 ans (PDF). Les ancêtres des Néandertaliens se sont installés en Europe et au Moyen-Orient, tandis que les Dénisoviens se sont dirigés plus à l'est vers l'Asie où ils ont évolué séparément, acquérant environ 300 000 modifications génétiques qui les différencient des Néandertaliens, selon le nouveau génome. "Les Néandertaliens et les Dénisoviens restent dans des groupes séparés" et mélangés aux limites de leurs aires géographiques, a déclaré Peyrégne dans son discours.

Au cours de la période de questions et réponses, un membre de l’auditoire a demandé si le génome de l’homme contenait également l’ADN d’un type humain encore plus ancien et non identifié (PDF) – peut-être Homo erectus – dont l’ADN a été repéré dans le génome de la fille de Denisovan. "S'il existe une ascendance superarchaïque de Denisova, elle est également présente dans ce génome", a répondu Peyrégne. "Cet ADN est partagé entre Denisova 3 et Denisova 25."

Les chercheurs de Max Planck prévoient de publier prochainement le nouveau génome. "C'est vraiment excitant d'avoir un génome supplémentaire de ce groupe mystérieux", dit Moorjani. "Cela nous en dit beaucoup plus sur ces ancêtres insaisissables... pour savoir à quoi ressemblait ce groupe et comment il interagissait avec d'autres groupes."