Les tribulations du chromosome Y entre « sapiens » et Neandertal

Il y a 150 000 à 300 000 ans, des unions entre des hommes modernes et des femmes néandertaliennes auraient conduit au remplacement du chromosome sexuel mâle néandertalien par celui de « sapiens », montre une étude dans « Science ». 

Par Florence Rosier  Publié le 29 septembre 2020 à 06h00 – Mis à jour le 02 octobre 2020 à 18h17

https://www.lemonde.fr/sciences/article/2020/09/29/les-tribulations-du-chromosome-y-entre-sapiens-et-neandertal_6053997_1650684.html

L’ADN ancien a encore parlé. La police scientifique de la préhistoire vient d’exhumer une nouvelle preuve des lointaines étreintes entre des Homo sapiensarchaïques et leur plus proche cousin, Neandertal, aujourd’hui disparu. Trahies par l’ADN, ces unions-là se sont produites il y a entre 150 000 et 300 000 ans, au creux de quelque caverne abritant ces amours précaires.

En 2010 déjà, le monde découvrait avec stupeur qu’Homo sapiens et l’homme de Neandertal s’étaient unis, il y a 40 000 à 60 000 ans – soit peu après la principale sortie d’Afrique d’Homo sapiens, à mesure que ce dernier se répandait en Europe.

De ce métissage, notre génome porte encore la trace : de 1 % à 4 % de notre ADN actuel est hérité de Neandertal. Avant de disparaître, il y a environ 30 000 ans, Neandertal nous a ainsi légué de précieux gènes : « Ce sont eux qui nous ont permis de nous adapter au froid et aux virus », indique Lluis Quintana-Murci, professeur de génétique humaine et évolution au Collège de France et à l’Institut Pasteur._{Article réservé à nos abonnés} Lire aussi  Neandertal est en chacun de nous

Remontons maintenant dans le temps, 100 000 à 250 000 ans plus tôt. Des groupes d’Homo sapiens archaïques, issus d’une première sortie d’Afrique qui aurait finalement tourné court, se sont retrouvés en Europe, où ils ont immanquablement rencontré Neandertal, maître des lieux. C’est alors qu’un homme « moderne » – cette qualification fait débat parmi les paléoanthropologues – s’est uni à une femme Neandertal. De cette étreinte est né au moins un fils. Celui-ci a donc hérité de l’ensemble du chromosome Y de son père : tous les pères transmettent à leurs fils leur chromosome Y, qui est la marque du sexe mâle. Il est fort probable que ce type d’unions s’est produit maintes fois.

Divergence de lignée

Il faut croire que ce chromosome Y offrait un avantage évolutif déterminant ! Car, à la suite de ce métissage, un stupéfiant transfert de matériel génétique aurait eu lieu : le chromosome Y « moderne » se serait, au fil des générations, répandu dans la population des hommes de Neandertal, remplaçant progressivement le Y préexistant. C’est ce que suggère une étude publiée dans la revue Science le 24 septembre par une équipe réputée de l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutionnaire, à Leipzig (Allemagne), alliée à de nombreux laboratoires, dont celui d’Isabelle Crevecœur, du CNRS, à l’université de Bordeaux.

« Il n’y a pas si longtemps qu’on a découvert l’avantage évolutif du métissage, commente Lluis Quintana-Murci, qui n’a pas participé à l’étude. Ce que je trouve fascinant, c’est de voir comment, à différentes échelles de temps, le métissage entre différentes populations humaines a été une formidable source d’adaptation aux changements de milieu. »_{Article réservé à nos abonnés} Lire aussi  Neandertal, premier à corder

L’étude du chromosome Y de Neandertal se heurtait à un os. Ou, plutôt, au mauvais état de conservation des fossiles masculins de cette espèce. Les chercheurs ont donc rusé. Ils ont procédé à un « enrichissement » des régions du chromosome Y récupérées chez trois néandertaliens mâles (découverts en Espagne, en Belgique et en Russie) et deux de leurs cousins d’Asie orientale, des hommes de Denisova (trouvés dans une grotte de Sibérie). En clair, l’ADN du génome de ces individus a été découpé en fragments, puis hybridé à des « sondes » ADN spécifiques. Cela a permis de capturer les régions du chromosome Y ciblées, qui ont été démultipliées (par réaction de PCR), séquencées puis comparées aux régions correspondantes du chromosome Y de l’homme moderne.

Grâce à quoi, les auteurs ont découvert que le chromosome Y de Neandertal était plus proche du Y de l’homme moderne que de celui de l’homme de Denisova ! Cela soulevait un paradoxe : l’ADN de tous les autres chromosomes de Neandertal, lui, est bien plus proche de celui de Denisova que de celui de l’homme moderne. Il y a 700 000 ans, leur lignée commune aurait divergé de celle menant à l’homme moderne.

Les mitochondries aussi remplacées ?

Pourquoi le chromosome Y a-t-il fait exception ? Les auteurs avancent un scénario : les croisements entre des sapiens mâles et des femelles Neandertal, suivis par un processus de sélection naturelle, auraient conduit au remplacement complet du Y de Neandertal par son équivalent d’Homo sapiens.

Quel aurait pu être le facteur responsable de la pression de sélection s’exerçant sur le chromosome Y ? Mystère. Une piste, cependant : chez toutes les espèces, « le chromosome Y subit une évolution morphologique complexe et très rapide. Et ses variations sont fortement associées à la fertilité des mâles », relève Mikkel Heide Schierup, de l’université d’Aarhus, au Danemark, qui n’a pas participé à l’étude._{Article réservé à nos abonnés} Lire aussi  Neandertal, ce qu’il dit de nous

On disposait déjà de preuves d’unions très anciennes entre d’anciens Homo sapiens et Neandertal. Mais, dans ce cas, les sexes étaient inversés : des femelles sapiens s’étaient unies à des mâles Neandertal. Comment l’a-t-on découvert ? Il faut savoir que les mitochondries, ces usines à énergie des cellules, sont transmises exclusivement par les mères à tous leurs enfants. Eh bien, on s’est aperçu que l’ADN des mitochondries de Neandertal ressemblait bien davantage à celui de sapiens qu’à celui de Denisova. Les mitochondries de Neandertal, par conséquent, semblent elles aussi avoir été remplacées par celles de sapiens, il y a 350 000 à 150 000 ans.

« Les mâles comme les femelles d’Homo sapiens ont contribué à ce flux génétique. Cela suggère que les populations d’Homo sapiens comme celles de Neandertal ont accepté d’élever les enfants issus de ces métissages », commente Mikkel Heide Schierup. Bel exemple de tolérance, même si, à l’issue de sa sortie d’Afrique plus récente, Homo sapiens a définitivement supplanté Neandertal.

Florence Rosier