La dent d’une ancienne fille comble une lacune dans l’arbre généalogique humain

Une dent trouvée à l’intérieur d’une grotte de montagne au Laos a résolu l’un des plus grands mystères scientifiques des Dénisoviens, une branche d’anciens humains qui a disparu il y a environ 50 000 ans.

Depuis 2010, date à laquelle les dents et les os des doigts de Denisovan ont été découverts pour la première fois, des tests ADN ont révélé que les énigmatiques hominines faisaient partie des ancêtres des personnes vivant aujourd’hui en Australie et dans le Pacifique.

Mais les scientifiques n’ont pas compris comment les Dénisoviens, dont les rares restes n’avaient été trouvés qu’en Sibérie et au Tibet, auraient pu se croiser avec le groupe d’humains qui s’est étendu à l’est de l’Afrique à travers l’Asie du Sud-Est avant d’atteindre l’Australie, la Nouvelle-Guinée et d’autres îles. dans le Pacifique.

Maintenant, la découverte d’une molaire de fille au Laos, publié mardi dans la revue Nature Communications, place les Dénisoviens sur le chemin des humains modernes arrivés en Asie du Sud-Est des dizaines de milliers d’années plus tard.

“Nous savions que les Dénisoviens devraient être ici”, a déclaré Laura Shackelford, paléoanthropologue à l’Université de l’Illinois et co-auteur de la nouvelle étude. “C’est bien d’avoir des preuves tangibles de leur existence dans ce domaine.”

Le Dr Shackelford a rejoint une équipe de collègues français et laotiens lors d’une expédition dans les montagnes annamites au nord du Laos en 2008, et depuis, ils déterrent des fossiles. Dans l’une des nombreuses grottes qui criblent les montagnes, ils ont déterré des humains fragments de crâne datant d’environ 75 000 ans, ce qui en fait la plus ancienne preuve de l’homme moderne en Asie du Sud-Est.

À la fin de la saison de terrain 2018 des chercheurs, des enfants d’un village voisin ont parlé au Dr Shackelford et à ses collègues d’une autre grotte contenant des ossements. Ses collègues laotiens l’ont avertie que la grotte était un lieu de prédilection pour les cobras, mais elle a décidé qu’un voyage à l’intérieur en valait la peine.

Une équipe d’experts en spéléologie a d’abord inspecté le site, puis le Dr Shackelford s’est frayé un chemin dans une cavité de la taille d’un placard où les enfants ont affirmé avoir trouvé des os. Quand elle a inspecté le sol de la grotte, elle n’a rien vu.

“Mais ensuite j’ai allumé ma lampe de poche et j’ai levé les yeux”, se souvient-elle. “Tout ce que vous pouviez voir, ce sont des os et des dents, incrustés dans les murs et dans le plafond de cette grotte. Ils étaient juste un peu partout.

Le Dr Shackelford et ses collègues ont commencé à travailler à plein temps dans la nouvelle grotte, qu’ils ont surnommée Cobra Cave (bien qu’ils n’aient jamais rencontré de serpent). Ils ont taillé des rochers de la taille de ballons de football dans les murs et les ont trempés dans un acide doux. La roche s’est progressivement désintégrée, laissant derrière elle les fossiles les plus durs.

Après une inspection minutieuse, la plupart des fossiles se sont avérés être des ossements de mammifères disparus, tels que des porcs, des cerfs et des éléphants pygmées. Des marques de rongement sur les os ont révélé comment ils se sont tous retrouvés pêle-mêle dans la grotte de Cobra : les porcs-épics les ont probablement transportés là-bas et ont mâché les os pour se faire les dents.

En triant les os rongés, les scientifiques ont trouvé une surprise : une molaire qui ressemblait à une dent d’enfant humain. Mais certaines caractéristiques de la molaire suggéraient qu’elle n’était pas tout à fait humaine. “Nous étions tellement étonnés et tellement excités”, a déclaré le Dr Shackelford.

Ils étaient encore plus ravis lorsque les géologues ont examiné la paroi de la grotte pour déterminer l’âge de la dent. La dent elle-même était trop petite pour être analysée, mais les chercheurs ont trouvé à proximité des fossiles et des minéraux contenant des éléments radioactifs qui se dégradaient à un rythme régulier. En mesurant ces éléments, les chercheurs ont estimé que la dent avait entre 164 000 et 131 000 ans.

En d’autres termes, la dent de Cobra Cave est environ deux fois plus âgée que les plus anciens humains modernes que le Dr Shackelford et ses collègues ont trouvés dans la région. Le grand âge de la dent laissait entendre qu’elle appartenait à un parent disparu de l’homme moderne. Mais lequel?

La lignée de l’humanité s’est séparée des ancêtres des chimpanzés il y a environ six millions d’années en Afrique. Au cours des quatre millions d’années qui ont suivi, ils ont évolué pour devenir des mangeurs de viande droits et dotés d’un gros cerveau. À ce moment-là, certains parents ont commencé à déménager en Europe et en Asie depuis l’Afrique. Une espèce, appelée Homo erectus, s’est propagée vers l’est jusqu’en Indonésie.

Des preuves provenant de fossiles et d’ADN anciens indiquent qu’une autre vague d’humains primitifs a quitté l’Afrique encore plus tard. Au fur et à mesure que la population s’est répandue à travers l’Europe et l’Asie, elle s’est divisée il y a environ un demi-million d’années. La population de l’Ouest est devenue Néandertalienne et celle de l’Est est devenue Dénisovienne.

Les paléoanthropologues ont découvert pour la première fois des fossiles de Néandertal au milieu des années 1800 en Allemagne et en Belgique et ont depuis trouvé une abondance d’ossements marquant l’aire de répartition du groupe à travers l’Europe, le Moyen-Orient et la Sibérie. Les fossiles ont révélé que les Néandertaliens étaient des humains trapus et sans menton. Des outils et d’autres restes offraient un aperçu de leur esprit : c’étaient des chasseurs habiles qui pouvaient traquer les deux rhinocéros et les dauphins. Ils enterré leurs colliers morts et façonnés à partir de serres d’aigle.

L’ADN des fossiles de Néandertal les a également liés aux humains vivants. Peu de temps après que les ancêtres humains modernes aient quitté l’Afrique, ils ont rencontré des Néandertaliens au Moyen-Orient et se sont croisés avec eux – probablement à plusieurs reprises.

Les scientifiques ont eu beaucoup plus de mal à reconstituer l’ancienne migration des Dénisoviens. Pendant des années, le seul endroit où ils aimaient ces anciens humains était la grotte Denisova en Sibérie. Il était difficile de voir comment des gens à plusieurs milliers de kilomètres de là, en Australie, en Nouvelle-Guinée et dans les îles voisines, auraient pu se retrouver avec l’ADN de Denisovan.

Les échantillons de Denisovan de Sibérie se limitaient à quelques dents et os de doigts. Heureusement, les scientifiques ont trouvé une abondance d’ADN dans ces spécimens et ont même extrait l’ADN de Denisovan de la terre sur le sol de la grotte.

Les preuves recueillies jusqu’à présent indiquent que les Dénisoviens occupaient la grotte il y a 300 000 ans et habitaient les environs par intermittence jusqu’à il y a environ 50 000 ans. Ils semblent également avoir laissé des outils en pierre dans la grotte.

Étant donné que les Denisoviens ont duré des centaines de milliers d’années, les scientifiques étaient convaincus qu’ils trouveraient des fossiles de Denisovan ailleurs. En 2019, cela s’est avéré être le cas. Des chercheurs chinois ont annoncé la découverte d’une mâchoire vieille de 160 000 ans dans une grotte tibétaine avec des dents correspondant à celles trouvées sur le site sibérien. Cette découverte au Tibet, à plus de 1 400 miles au sud de la Sibérie, a considérablement élargi l’aire de répartition connue des Dénisoviens.

La mâchoire a également fourni quelques indices supplémentaires sur les Dénisoviens eux-mêmes. D’une part, les proportions de la mâchoire et des dents impliquaient qu’ils auraient pu être grands et solidement bâtis, comme des joueurs de football. Pour survivre dans l’environnement hostile du plateau tibétain, ils auraient dû résister à une faible teneur en oxygène dans l’air et au froid.

Pourtant, quelque 1 100 miles auraient séparé les Dénisoviens au Tibet des ancêtres humains modernes en Asie du Sud-Est, laissant les scientifiques se demander comment les deux groupes auraient pu se croiser.

En examinant la dent de la grotte Cobra au Laos, le Dr Shackelford et ses collègues ne savaient pas si elle provenait de Dénisoviens, de Néandertaliens, d’Homo erectus ou d’une autre espèce humaine inconnue. Au cours des quatre dernières années, ils ont analysé la dent à la recherche d’indices.

Au départ, ils espéraient qu’il contiendrait de l’ADN ancien. Mais avant de détruire une partie de la dent pour le savoir, ils ont demandé à des collègues de l’Université de Copenhague d’examiner d’autres fossiles de mammifères trouvés dans le même échantillon de la paroi de la grotte Cobra. Ces spécimens n’ont donné aucun ADN, ils ont donc décidé de ne pas en chercher.

Mais ils ont eu plus de chance lorsqu’ils ont recherché des fragments de protéines dans l’émail de la molaire. La composition chimique des fragments n’a été trouvée que dans les dents des humains modernes, des Néandertaliens et des Denisoviens, mais pas dans celles des autres mammifères.

Malheureusement, la composition protéique est la même dans les trois groupes d’hominines, ce qui empêche les chercheurs de dire d’où provient la molaire.

Mais l’émail de la dent juvénile avait une autre information à offrir : elle appartenait à une fille. Il manquait une protéine d’émail spécifique codée par un gène sur le chromosome Y, qui n’est porté que par les mâles.

Les scientifiques ont effectué un scan haute résolution de la surface et de l’intérieur de la molaire, leur permettant de comparer sa structure anatomique fine à plus de 400 molaires d’humains vivants et disparus. Parmi ces dents, le spécimen de Cobra Cave ressemblait le plus à une molaire logée dans la mâchoire de Denisovan du Tibet.

Shara Bailey, paléoanthropologue à l’Université de New York qui a étudié la mâchoire tibétaine mais n’a pas participé à la nouvelle étude, a déclaré que cette conclusion était valable. “Je suis d’accord à 100% avec l’analyse”, a-t-elle déclaré.

Le Dr Bailey a reconnu que certaines personnes peuvent se demander comment une seule dent peut en dire autant sur son propriétaire paléolithique. Mais les cuspides et les crêtes des dents sont des paysages complexes, et la forme de ces paysages est largement déterminée par les gènes, faisant des dents une mine d’informations sur l’évolution.

“Les dents sont les héros méconnus de la paléoanthropologie”, a déclaré le Dr Bailey.

La découverte des Dénisoviens au Laos montre qu’ils étaient exactement là où ils devaient être pour se croiser avec les humains modernes arrivés en Asie du Sud-Est des milliers d’années plus tard.

Le Dr Bailey et le Dr Shackelford ont convenu que d’autres fossiles de Denisovan attendent d’être découverts ailleurs. Des études récentes ont trouvé une petite quantité d’ADN de Denisovan chez les Asiatiques de l’Est, par exemple, que leurs ancêtres peuvent avoir acquis par le biais d’un métissage séparé. Et certaines dents anciennes qui ont déjà été découvertes en Chine et à Taïwan semblent maintenant avoir une forme de Denisovan, justifiant un nouveau look.

Mais Bence Viola, un paléoanthropologue de l’Université de Toronto qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que la dent de Cobra Cave elle-même fournissait de nouveaux indices sur les Dénisoviens.

“Ces gars ont pu faire face à une couverture de neige étendue et à des températures hivernales très basses, mais en même temps à des environnements tropicaux humides”, a-t-il déclaré. “Les Denisoviens étaient très adaptables – probablement plus que les Néandertaliens. Ils ressemblaient le plus aux humains modernes à la fin.

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