Depuis des décennies, les chercheurs découvrent les gènes que les êtres humains doivent aux Néandertaliens, un héritage génétique qui renforce notre système immunitaire, aide notre sang à coaguler et peut jouer un rôle dans la dépression. Aujourd’hui, une étude de l’ADN ancien renverse la situation sur les Néandertaliens et demande : qu’ont-ils obtenu de nous ?

Un article paru cette semaine dans Science conclut que les Néandertaliens ont hérité jusqu'à 10 % de leur génome de l'homme moderne, y compris plusieurs gènes impliqués dans le développement du cerveau (PDF). L'observation de l'œil de Néandertal a permis aux chercheurs de dater le moment où les deux groupes se sont mélangés, découvrant qu'ils ont eu des enfants ensemble remarquablement tôt : il y a plus de 200 000 ans, peu de temps après qu’Homo sapiens ne fusionne en tant qu'espèce. Les alliances se sont répétées il y a 105 000 à 120 000 ans, et il y a 45 000 à 60 000 ans, suggère l'ancien ADN de Néandertal. "Cela suggère que l'accouplement était plus courant qu'on ne le pensait", explique Joshua Akey, généticien de l'Université de Princeton, qui a dirigé l'étude 

Cette nouvelle image brouille encore davantage les frontières entre les Néandertaliens et les humains modernes. Et il identifie des caractéristiques du génome de Néandertal suggérant que nos parents au gros cerveau et aux sourcils lourds étaient extrêmement rares, ce qui pourrait aider à expliquer pourquoi ils ont disparu. "Il est alarmant de constater à quel point les populations néandertaliennes étaient petites. C'est un résultat très puissant", déclare le paléogénéticien Maanasa Raghavan de l'Université de Chicago. 

Autrefois considérés comme une espèce distincte, les Néandertaliens ont connu une remodelisation complète au cours des 14 années qui ont suivi le premier séquençage de l'ADN de leurs fossiles et la découverte de leurs croisements avec les humains modernes. La plupart des personnes vivant en dehors de l'Afrique ont hérité d'environ 1 à 2 % de leur ADN des Néandertaliens, provenant peut-être d'une période prolongée de croisements il y a 45 000 à 60 000 ans en Europe ou au Moyen-Orient. 

De nombreuses équipes ont étudié l’ADN de Néandertal que les humains modernes ont acquis lors de ces rendez-vous relativement récents. Mais l’accouplement est une voie à double sens. Akey et le postdoctorant Liming Li voulaient en savoir plus sur l'étendue du mélange et son impact sur les Néandertaliens, ainsi que sur les humains modernes. Ils ont donc cherché à détecter l’ADN humain moderne transmis aux Néandertaliens et ont mis au point ce que le généticien des populations Kelsey Witt de l’Université de Clemson appelle une méthode « élégante » pour l’identifier. 

Ils ont estimé que dans le génome de Néandertal, les segments d’ADN hérités des humains modernes devraient se démarquer par une plus grande diversité génétique, d’une plus grande hétérozygosité, que l’ADN environnant. En effet, la diversité génétique reflète la taille de la population et des travaux génomiques antérieurs ont montré que les humains modernes étaient depuis longtemps plus nombreux que les Néandertaliens. 

Les chercheurs ont analysé les génomes publiés de trois Néandertaliens de Croatie et de Sibérie pour voir s’ils possédaient réellement de telles régions de forte hétérozygosité – et ils l’ont fait. Pour confirmer que les segments variables d'ADN provenaient d'anciens humains modernes, les chercheurs ont recherché les segments dans le génome d'Africains vivants, dont les ancêtres ont rarement rencontré les Néandertaliens basés en Eurasie. Les segments étaient présents, ce qui implique qu’ils provenaient d’anciens humains modernes d’Afrique, et non des Néandertaliens. Certaines de ces personnes sont restées en Afrique et ont transmis les segments à des Africains vivants ; d’autres sont partis et ont légué les divers allèles aux Néandertaliens. "La méthode est ingénieuse : elle utilise de très petits fragments d'ADN humain moderne chez les Africains pour découvrir ce que les Néandertaliens ont reçu de nous", explique le paléoanthropologue Chris Stringer du Musée d'histoire naturelle de Londres. 

En analysant la longueur et d’autres caractéristiques des divers segments de l’ADN humain moderne, Akey et Li ont pu calculer quand et à quelle fréquence ces anciennes connexions se produisaient. Plus les étendues d’ADN sont petites, plus les Néandertaliens les ont obtenues tôt, car les segments hérités se raccourcissent au fil des générations.

Le premier épisode d’accouplement repéré par l’équipe était très ancien – il y a 200 000 à 250 000 ans, à peu près à l’époque où les humains anatomiquement modernes apparaissent pour la première fois dans les archives fossiles en Afrique. L’équipe suppose que peut-être certains des premiers humains modernes ont traversé le désert du Sahara lorsque le climat était humide, sur la trace des antilopes, des autruches et d’autres animaux, et ont finalement erré jusqu’au Moyen-Orient, où ils ont rencontré les Néandertaliens. 

Quelques fossiles alléchants – un possible crâne humain moderne de Grèce et une mâchoire d’Israël – soutiennent l’idée selon laquelle les humains modernes ont quitté l’Afrique aussi tôt. Leurs lignées se sont éteintes, mais pas avant de laisser leur marque sur le génome des Néandertaliens. 

L’équipe d’Akey a daté une autre série d’accouplements néandertaliens-modernes il y a environ 105 000 à 120 000 ans. Les chercheurs pensent que ces rencontres auraient également pu avoir lieu au Moyen-Orient, car on sait que les humains modernes et les Néandertaliens vivaient dans des grottes voisines à cette époque. Une équipe pense même avoir trouvé une progéniture hybride : les restes d’un Néandertalien à l’apparence étrange et doté d’outils modernes datant d’il y a 120 000 à 130 000 ans et provenant de la carrière de Nesher Ramla, dans le centre d’Israël. 

Le troisième épisode de mélange est le plus connu, il y a environ 50 000 à 60 000 ans, probablement au Moyen-Orient ou en Europe, où les Néandertaliens et les humains modernes ont coexistés pendant des milliers d'années. 

Ces rencontres ont doté les Néandertaliens de gènes qui, chez les personnes vivantes, influencent l'absorption des neurotransmetteurs et leur métabolisme, les déficiences intellectuelles et le développement neurologique, comme un gène lié à l'autisme. (Cette variante génétique est distincte d’une autre variante liée à l’autisme que les Néandertaliens ont léguée à certaines personnes modernes.) Les variantes génétiques n’impliquent pas que les Néandertaliens souffraient d’autisme ou de troubles du développement neurologique, prévient Akey. Il lui faudrait mener des études expérimentales sur ces gènes pour explorer comment les versions humaines affectaient réellement les humains archaïques. 

Si une partie de l’ADN diversifié des Néandertaliens provenait des humains modernes, alors nos cousins ​​avaient encore moins de diversité génétique qu’on ne le pensait auparavant – et donc des populations encore plus petites. L'étude implique que le nombre de Néandertaliens a diminué entre 250 000 et 40 000 ans et qu'à la fin de leur séjour sur la planète, leur population reproductrice était inférieure à 3 000, contre au moins 10 000 humains modernes, explique Akey.  Stringer dit que le nombre de Néandertaliens était peut-être si petit parce qu'ils vivaient principalement dans les régions du nord où ils étaient vulnérables au changement climatique et à la glaciation. 

Les personnes possédant des gènes néandertaliens n’ont pas disparu brusquement, explique Akey : leur progéniture a simplement acquis un ADN humain de plus en plus moderne. « Ils ont été submergés par des vagues d’humains modernes venant d’Afrique », dit-il. « La population humaine moderne a fini par absorber les Néandertaliens. » 

Même avant cela, les résultats suggèrent que nos ancêtres et les Néandertaliens avaient plus en commun que nous ne l’avions jamais imaginé. « Je pense que cet article boucle la boucle en termes de réflexion sur « nous » contre « eux » », déclare Raghavan.