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Denisova : quel héritage génétique ?

L’homme de Denisova est la première espèce humaine identifiée grâce à l’analyse génétique. Pour mieux connaître ce lointain cousin, deux équipes de l’université Toulouse-3 et de l’institut Pasteur étudient le génome de populations vivant en Papouasie et en Mélanésie, qui conservent jusqu’à 5 % de gènes dénisoviens.

Réalisation : Laurent Orluc

Production : Universcience

Année de production : 2022

Durée : 6min06

Denisova : quel héritage génétique ?

L'analyse génétique réalisée en 2010 des ossements exhumés d'une grotte de l'Altaï en Sibérie est formelle : ils appartiennent bien à une nouvelle espèce du genre Homo dénommée depuis "L'Homme de Denisova". Cette espèce aurait vécu en Asie jusqu'il y a 30 000 ans environ. Une époque où l'homme moderne, peuplait déjà presque tous les continents. Quelles traces génétiques l'Homme de Denisova a-t-il bien pu laisser dans notre espèce ? Pour répondre à ces questions, des équipes de chercheurs françaises effectuent des analyses génétiques auprès de populations actuelles, notamment en Papouasie. Et après plusieurs expéditions menées entre 2017 et 2022, l'équipe de François-Xavier Ricaut de l'Université de Toulouse 3, révèle ses premiers résultats. Pour étudier l'Homme de Denisova à partir des populations de Papouasie, on va prélever l'ADN de Papous. Donc pour ça on va aller dans différentes localités et prélever des échantillons de salive, 4 ou 5 ml, à partir desquels on va pouvoir extraire l'ADN contenu dans la salive. Voilà, c'est des tubes comme ça. On va leur demander de cracher pour avoir 5 ml de salive. Ensuite on va fermer les tubes, et il y a un buffer, un tampon, une solution qui va se mélanger à la salive et qui va permettre de la stabiliser. On peut ensuite transporter le tube dans son sac à dos à température ambiante pendant plusieurs semaines. On ramène ces tubes au laboratoire et on va, à partir de ces 5 ml, extraire l'ADN qu'on va ensuite étudier. Et on va étudier les différents gènes contenus dans l'ADN des Papous, et en particulier, les gènes et les variants génétiques issus, hérités de l'Homme de Denisova. Après plusieurs mois d'analyse bio-informatique, l'ADN prélevé chez les Papous livre ses premiers secrets. On a deux signaux de Denisova dans le génome des Papous qui proviennent de deux évènements de métissage avec l'Homme de Denisova à deux moments différents de l'Histoire. On a un événement de métissage entre les ancêtres des Papous et l'Homme de Denisova en Asie continentale il y a probablement 100 00 ans, puis un autre événement de métissage avec l'Homme de Denisova. Cet événement de métissage, assez récent, entre 30 et 15 000 ans, aurait pu avoir eu lieu en Nouvelle-Guinée. Cela sous-entend que cette espèce de Denisova aurait traversé la ligne de Wallace et serait allée de l'Asie continentale à la Nouvelle-Guinée avant l'arrivée des Sapiens. Si l'Homme de Denisova a traversé la ligne de Wallace, il aurait alors pu être présent en Papouasie depuis plusieurs dizaines de milliers d'années avant l'Homme moderne. Et pour savoir précisément quelles traces il a pu laisser dans le génome des hommes modernes, il faut s'adresser à Nicolas Brucato. Il y a deux hypothèses. La première hypothèse, c'est celle qui nous amène aux adaptations biologiques liées à la haute altitude, comme celles présentes dans les populations tibétaines, dont nous savons qu'elles ont hérité d'un génome Denisova qui leur permet de mieux vivre en haute altitude. Donc l'hypothèse que nous avons ici, c'est peut-être que en Papouasie, nous avons un héritage Denisova qui leur permet de vivre en haute altitude. Il s'agit de l'hypothèse adaptative. La deuxième hypothèse, plus risquée, c'est d'émettre la théorie que peut-être il y avait des Denisova sur les hautes terres au moment d'un métissage avec les populations humaines. Donc peut-être que ces populations néo-guinéennes des hautes terres ont rencontré un Denisova. Ici, nos résultats laissent à penser, une éventuelle troisième rencontre non plus sur le continent asiatique, mais sur le continent de Sahul, l'ancienne terre de Nouvelle-Guinée. Donc nous avons exploré plus en avant ce signal pour essayer de comprendre quels sont les gènes qui conduisent ce signal. Ce que nous avons montré, c'est que ces gènes sont impliqués dans des mécanismes de digestion de ressources alimentaires, notamment végétales, et que plusieurs de ces gènes ont un fort héritage Denisova. Des gènes très utiles pour mieux digérer les ressources alimentaires que l'on retrouve particulièrement en Asie du Sud-Est, comme les noix de Pandanus, l'igname et d'autres tubercules. Mais ce n'est pas tout. D'autres équipes à travers le monde travaillent aussi à identifier l'héritage de Denisova dans les populations modernes. C'est le cas notamment à l'Institut Pasteur à Paris qui s'intéresse plus spécifiquement aux gènes impliqués dans la santé. Ces mutations qui proviennent de l'Homme de Denisova ont tendance à se trouver dans des gènes qui sont impliqués dans le système immunitaire. On peut en déduire... C'est une déduction qui est faite à partir de ces données-là, que ce métissage avec l'Homme de Denisova a sans doute été, avant tout, bénéfique pour s'adapter à un environnement pathogénique. Donc aux pathogènes qui entourent ces premiers homos sapiens à avoir peuplé l'Océanie. Et pour vérifier le rôle de ces gènes chez les hommes modernes, les chercheurs de l'Institut Pasteur vont franchir une nouvelle étape. L'étape d'après, c'est de tester fonctionnellement, c'est-à-dire de rajouter la mutation dans des cellules homo sapiens, ces mutations archaïques, Neandertal ou Denisova, pour essayer de voir leurs fonctions précises et biologiques. C'est donc avant tout pour s'adapter à un environnement hostile que ces gènes de l'Homme de Denisova se sont peu à peu retrouvés dans celui de certaines populations modernes. Mais ces résultats vont bien au-delà. La génétique et la paléontologie sont en train de vraiment explorer une incroyable diversité totalement sous-estimée jusqu'alors de populations, d'espèces, de sous-espèces qui ont amené à l'homme moderne. Mais il faut vraiment repenser ça complètement différemment de ce qu'on a pu comprendre ou même apprendre étant jeunes, l'histoire de ce complexe homo sapiens et de toutes les espèces archaïques d'hommes qui lui sont apparentées. À mon avis on est juste, pour l'instant, au haut de l'iceberg. On est à 5 % de ce qui existe vraiment. On a tendance à voir les choses de manière simple parce que... On se tourne vers nous et on se dit : "On est là partout et il n'y avait que nous avant." Non, franchement. Le monde a probablement été colonisé par plein d'espèces ou sous-espèces proches de l'homme moderne et il y a eu métissage ou remplacement. Autant de rencontres possibles avec ces autres "humanités" et qui ont, peu à peu, au fil des millénaires, forgé notre identité d'Homo sapiens.

Réalisation : Laurent Orluc

Production : Universcience

Année de production : 2022

Durée : 6min06