Svante Pääbo: les traces du Neandertal qui est en nous

En partageant les résultats d’une étude mondiale massive, le généticien Svante Pääbo montre les preuves ADN que les premiers humains se sont croisés avec les Neandertal après avoir quitté l’Afrique. (Oui, bon nombre d’entre nous ont de l’ADN Neandertal). Il montre également comment un petit os d’un petit doigt de bébé a suffi pour identifier une toute nouvelle espèce humanoïde.

Je veux vous parler

de ce que nous pouvons apprendre de l’étude des génomes

des vivants

et des humains disparus.

Mais avant ça,

je veux brièvement vous rappeler ce que vous savez déjà :

que nos génomes, notre matériel génétique,

sont stockés dans presque toutes les cellules de notre corps, dans les chromosomes

sous forme d’ADN,

qui est la célèbre molécule à double hélice.

Et l’information génétique

est contenu sous forme de séquence

de quatre bases

abrégées en les lettres A, T, C et D.

Et les informations y figurent deux fois --

une dans chaque chaine --

ce qui est important,

puisque quand les nouvelles cellules se forment, ces chaines se séparent,

de nouvelles chaines se produisent par synthèse sur la base des précédentes

avec un processus presque parfait.

Bien sûr, rien dans la nature

n’est complètement parfait,

donc quelques fois une erreur se produit

et une mauvaise lettre est incorporée.

Et on peut voir le résultat

de telles mutations

en comparant les séquences d’ADN

parmi nous ici dans cette pièce, par exemple.

Si nous comparons mon génome avec le vôtre,

nous différons

à peu près toutes les 1200, 1300 lettres

Et ces mutations s’accumulent

à peu près en fonction du temps.

Si nous ajoutons donc un chimpanzé ici, nous verrons plus de différences.

A peu près une lettre sur cent

diffère d’un chimpanzé.

Et si l’histoire d’un morceau d’ADN vous intéresse

ou celle du génome complet,

nous pouvons reconstruire l’histoire de l’ADN

avec ces différences que vous observez.

Généralement, nous représentons nos conceptions de cette histoire

sous forme d’arbre, comme ceci.

Dans ce cas, c’est très simple.

Les deux séquences humaines d’ADN

remontent à un ancêtre commun assez récent.

Encore plus loin il y en a un partagé avec les chimpanzés.

Et puisque ces mutations

se produisent à peu près en fonction du temps,

vous pouvez transformer ces différences

pour estimer la période,

où deux humains, typiquement,

vont partager un ancêtre commun il y a à peu près un demi million d’années,

et avec les chimpanzés,

ce sera à peu près il y a cinq millions d’années.

Donc, ce qui s’est passé ces dernières années

c’est qu’il y a des technologies

qui permettent de voir de très nombreux morceaux d’ADN très rapidement.

Donc en quelques heures

nous pouvons définir un génome humain complet.

Chacun de nous, bien sûr, a deux génomes humains --

un de notre mère et un de notre père.

Et il est composé d’à peu près trois milliards de lettres.

Et nous découvrirons que mes deux génomes,

ou un de mes génomes que nous voulons utiliser,

aura à peu près trois millions de différences,

c’est de cet ordre la.

Ensuite ce que vous pouvez commencer à faire

c’est expliquer comment ces différences génétiques

se répartissent dans le monde.

En faisant ça,

vous découvrez un certain nombre de variations génétiques en Afrique.

Si vous observez en dehors de l’Afrique,

en fait on trouve moins de variations génétiques.

C’est surprenant, bien sûr,

parce qu’il y a six à sept fois moins de personnes

en Afrique par rapport au reste du monde.

Malgré ça, il y a plus de variations génétiques en Afrique

par rapport au reste du monde.

De plus, presque toutes ces variants génétiques

que nous voyons hors d'Afrique

ont des séquences d’ADN très proches

qu’on en trouve en Afrique.

Mais si vous observez l’Afrique,

il y a un élément de la variation génétique

qui n’a pas de proches parents ailleurs.

Donc le modèle pour expliquer ceci

est qu’une partie de la variation africaine, mais pas toute,

est partie et a colonisé le reste du monde.

Et avec ces méthodes pour dater les différences génétiques,

ceci a conduit à l'idée

que les humains modernes --

les humains qu'on ne peut pas distinguer essentiellement de vous et moi --

ont évolué en Afrique assez récemment

il y a 100 à 200 000 ans.

Et plus tard, il y a 100 à 50 000 ans,

ils ont quitté l’Afrique

pour coloniser le reste du monde.

J’aime souvent dire

que du point de vue génomique,

nous sommes tous africains.

Aujourd’hui soit nous vivons en Afrique,

soit nous venons d’un exil récen .

Une autre conséquence

de cette origine récente des humains modernes

c’est que les variants génétiques

sont en général distribués largement dans le monde,

en plusieurs endroits,

et ils ont tendance à varier en gradients,

au moins en vue d’ensemble.

Et puisqu’il y a beaucoup de variants génétiques,

avec des gradients différents,

cela signifie que si nous déterminons une séquence d’ADN --

un génome d’un individu --

nous pouvons évaluer assez précissément

d’où vient cette personne,

à condition que ses parents et grand parents

ne se soient pas trop déplacés.

Mais cela signifie-t-il alors,

comme beaucoup ont tendance à penser,

qu’il y a des différences génétiques énormes entre les groupes de personnes --

sur les différents continents, par exemple ?

Nous pouvons tous commencer à poser ces questions.

Il y a, par exemple, un projet qui travaille sur

le séquençage d'un millier d’individus -

leurs génomes – de plusieurs parties du monde.

Ils ont séquencé 185 africains

de deux populations en Afrique.

Ils ont séquencé à peu près autant de personnes

en Europe et en Chine.

Et nous pouvons commencer à dire combien de variations nous trouvons,

combien de lettres varient

dans au moins une de ces séquences individuelles.

Et il y en a beaucoup: 38 millions de positions variables.

Mais on peut se demander : y a-t-il de véritables différences

entre les africains et les non-africains?

Peut-être la plus grande différence

qua la plupart d'entre nous pensions réelle.

Et avec une différence absolue --

je veux dire une différence

où les personnes qui sont en Afrique à une certain position,

où tous les individus – 100% – ont une lettre,

et tous ceux qui sont hors d’Afrique ont une autre lettre.

Et la réponse à ceci parmi ces millions de différences

est qu’il n’y a pas aucune position unique de ce genre.

Ça peut être surprenant.

Peut-être qu’un simple individu est mal classé.

Nous pouvons donc assouplir un peu le critère

et dire : combien de positions trouvons-nous

où 95 pour cent des gens en Afrique ont

un variant,

95 pour cent un autre variant,

et ce chiffre est 12.

C’est donc très surprenant.

Ça veut dire qu’en regardant les gens,

une personne qui vient d’Afrique

et une personne qui vient d’Europe ou d’Asie,

on ne peut pas, pour une seule position dans le génome,

prévoir avec 100% de précision leur carte génétique.

Et uniquement pour 12 positions

nous pouvons espérer être sûr à 95%.

Ça peut paraitre surprenant,

parce que nous pouvons, bien sûr, regarder ces personnes

et comprendre assez facilement d’où ils viennent ou d’où viennent leurs ancêtres.

Cela signifie

que ces traits que nous regardons

et que nous voyons si facilement --

les traits du visage, la couleur de la peau, la chevelure --

ne sont pas déterminés par des gènes simples avec des effets importants,

mais sont déterminés par de nombreux variants génétiques

qui semblent varier en fréquence

d’une partie à l’autre du monde.

Il y a autre chose dans ces traits

que nous observons très facilement chez les unes et les autres

dont je suis persuadé qu'elle mérite d'être prise en considération,

et c’est que, au sens littéral,

ils sont réellement à la surface de nos corps.

C’est ce que nous venons de dire --

les traits du visage, la chevelure, la couleur de la peau.

Il y a également un certain nombres de traits

qui varient entre les continents

comme ce qui concerne la manière dont nous métabolisons la nourriture,

ou ce qui concerne

la manière dont nos systèmes immunitaires traitent les microbes

qui essayent d’envahir notre corps.

Mais ce sont toutes des parties de notre corps

avec lesquelles nous interagissons directement avec notre environnement,

en confrontation direct, si vous voulez.

il est facile d’imaginer

comment ces parties du corps en particulier

ont été rapidement influencées par la sélection de notre environnement

et ont modifié les fréquences des gènes

qui sont concernés.

Mais en regardant d’autres parties de nos corps

qui n’interagissent pas directement avec l’environnement --

les reins, le foie, le cœur --

il n’y pas moyen de dire,

uniquement en regardant ces organes,

de quelle partie du monde ils viennent.

Il y a donc une autre chose intéressante

qui découle de cette découverte

que les humains ont une origine récente commune en Afrique,

et que quand ces humains sont apparus

il y a environ 100 000 ans,

ils n’étaient pas seuls sur la planète.

Il y avaient déjà d’autres formes d’êtres humains,

la plus célèbre était probablement les Neandertal --

cette forme d’êtres humains robustes,

là à gauche par rapport

à un squelette humain moderne, sur la droite --

ils vivaient en Asie occidentale et en Europe

depuis plusieurs centaines de milliers d’années.

Une question intéressante est donc,

qu’est-il arrivé quand nous nous sommes rencontrés ?

Qu’est-il arrivé aux Neandertal ?

Et pour commencer à répondre à ces questions,

mon groupe de recherche – depuis 25 ans maintenant --

travaille sur des méthodes d’extraction de l’ADN

des restes des Neandertal

et des animaux disparus

qui datent de dizaines de milliers d’années.

Cela implique donc une série de questions techniques

sur comment extraire l’ADN,

comment le convertir en une forme que l’on peut séquencer.

Il faut travailler très soigneusement

pour éviter la contamination des expériences

avec notre propre ADN.

Et ceci ensuite, conjointement avec ces méthodes

qui permettent à de très nombreuses molécules d’ADN d’être séquencées très rapidement,

nous a permis, l'année dernière

de présenter la première version du génome de Neandertal,

pour que chacun de vous

puisse maintenant voir sur Internet, sur le génome de Neandertal,

ou au moins les 55 % de ce génome

que nous avons pu reconstruire jusqu'à maintenant.

Et vous pouvez commencer à le comparer aux génomes

des gens qui vivent aujourd’hui.

Et une question

que vous pourriez poser

c’est : que c’est-il passé quand nous nous sommes rencontrés ?

Nous nous sommes mélangés ou pas ?

Et pour bien poser cette question

il faut regarder les Neandertal qui viennent du Sud de l’Europe

et les comparer aux génomes

des gens qui vivent aujourd’hui.

Nous faisons ensuite

de même avec des couples d’individus,

en commençant par deux Africains,

en observant les génomes de deux africains,

en trouvant des endroits où ils différent,

et à chaque fois en nous demandant : A quoi ressemble un Neandertal ?

Est-ce qu’il correspond à un africain ou à l’autre ?

On s’attendrait à ce qu’il n’y ait pas de différence,

parce que les Neandertal n’ont jamais été en Afrique.

Ils devraient être identiques, pas de raisons qu’il ressemble plus

à un africain qu’à un autre.

Et c’est effectivement le cas.

Statistiquement, il n’y a pas de différence

dans la fréquence selon laquelle le Neandertal ressemble à un africain plutôt qu’à un autre.

Mais ce n’est pas pareil

si nous regardons maintenant un européen et un africain.

Dans ce cas, le Neandertal ressemble à l’Européen

beaucoup plus souvent

qu'à l’Africain.

Il en va de même si nous comparons un chinois

à un africain,

le Neandertal ressemblera plus souvent au Chinois.

Ça peut être également surprenant

parce que les Neandertal n’ont jamais été en Chine.

Le modèle que nous avons donc proposé pour expliquer ceci

c’est que quand les humains modernes sont partis d’Afrique

il ya a une peu moins de 100 000 ans,

ils ont rencontré les Neandertal

Vraisemblablement, ça s’est passé d’abord au Moyen Orient

ou les Neandertal vivaient.

S’ils se sont mélangés là-bas,

ensuite ces humains modernes

qui sont devenus les ancêtres

de tout le monde en dehors de l’Afrique

ont emporté avec eux cet élément des Neandertal dans leur génome

vers le reste du monde.

Tant et si bien qu'aujourd'hui, les gens qui vivent en dehors de l’Afrique

ont à peu prés 2,5% de leurs ADN

qui vient des Neandertal.

En ayant donc maintenant un génome de Neandertal

sous la main comme point de repère

et en ayant les technologies

pour analyser les restes anciens

et extraire l’ADN,

nous pouvons commencer à les appliquer au reste du monde.

Et le premier lieu où nous l’avons fait c’est le Sud de la Sibérie

dans le massif de l’Altaï

dans un endroit qui s’appelle Denisova,

une grotte dans cette montagne ici,

où les archéologues en 2008

ont trouvé un petit morceau d’os --

voici une copie --

ils se sont aperçus qu’il venait de la dernière phalange

d’un auriculaire humain.

Et il était assez bien conservé

pour qu’on puisse déterminer l’ADN de cet individu,

en fait, beaucoup mieux

que pour les Neandertal,

et commencer à le mettre en rapport avec le génome de Neandertal

et avec les gens d’aujourd’hui.

Et nous avons découvert que cet individu

partageait dans ses séquences ADN une origine commune

avec les Neandertal d’il y a à peu près 640 000 ans.

Et encore plus loin, il y a 800 000 ans

il y a une commune origine

avec les humains d’aujourd’hui.

Cet individu vient donc d’une population

qui partage une origine avec les Neandertal

mais très lointaine et a ensuite une longue histoire indépendante.

Nous appelons ce groupe d’humains,

que nous avons ensuite décrit pour la première fois

à partir e ce minuscule bout d’os,

les Hominidés de Denisova

d’après l’endroit où ils ont été décrits pour la première fois.

Nous pouvons alors nous demander à propos des hommes de Denisova

la même chose que pour les Neandertal:

Se sont-ils mélangés avec les ancêtres des gens d’aujourd’hui?

En posant cette question,

et en comparant le génome des Denisova

avec celui de personnes partout dans le monde,

c'est surprenant mais nous ne trouvons

aucune trace d’ADN des Denisova

chez aucune personne vivante, même près de la Sibérie aujourd’hui.

Mais nous le trouvons bien en Papouasie-Nouvelle-Guinée

et sur d’autres îles en Mélanésie et dans le Pacifique.

Cela signifie sans doute

que ces Denisova étaient bien plus répandus dans le passé

puisque nous ne croyons pas que les ancêtres des Mélanésiens

n’ai jamais été en Sibérie.

Grâce à l'étude

de ces génomes d’hommes disparus,

nous commençons à voir une image de ce à quoi ressemblait le monde

quand les humains modernes ont commencé à quitter l’Afrique.

En Occident, il y avait les Neandertal ;

en Orient, il y avait les Denisova --

peut-être même d’autres formes d’humains

que nous n’avons pas encore décrit.

Nous ne savons pas exactement où se situaient les frontières entre ces gens,

mais nous savons que dans le Sud de la Sibérie,

il y avait les deux : les Neandertal et les Denisova

du moins à un certain moment dans le passé.

Les humains modernes sont apparus quelque part en Afrique,

ils sont sortis d'Afrique, sans doute au Moyen Orient.

Ils rencontrent les Neandertal, se mélangent,

continuent à se disperser dans le monde,

et quelque part dans le sud-est asiatique,

ils rencontrent les Denisova et se mélangent à eux

et continuent dans le Pacifique.

Et ensuite ces premières formes d’humains disparaissent,

mais ils continuent à vivre un peu aujourd’hui

dans certains d’entre nous --

dans ces personnes hors d’Afrique qui ont 2,5% de leur ADN hérité

des Neandertal,

et les gens en Mélanésie

en fait ont environ 5% en plus,

des Denisova.

Cela signifie-t-il donc qu’il y a après tout

une véritable différence

entre les gens d’Afrique et hors d’Afrique

qui est que hors d’Afrique les gens

ont cet ancien composant dans leur génome

de ces formes d’humains disparus,

alors que les Africains ne l’ont pas ?

Je ne pense donc pas que ce soit le cas.

Sans doute, les humains modernes

sont apparus quelque part en Afrique.

Ils se sont dispersés en Afrique aussi, bien sûr,

et il y avait là-bas des formes primitives humaines plus anciennes.

Et puisque nous nous sommes mélangés autre part,

je suis presque sûr qu’un jour,

quand nous aurons peut-être également un génome

de ces formes plus anciennes d’Afrique,

nous découvrirons peut-être qu’ils se sont eux aussi mélangés

avec les humains plus modernes d’Afrique.

Donc, pour résumer,

qu’avons-nous appris en étudiant les génomes

des humains d’aujourd’hui

et des humains disparus ?

Nous apprenons peut-être plusieurs choses,

mais je pense qu'il est important de souligner

que la leçon est que nous nous sommes toujours mélangés.

Nous nous sommes mélangés avec ces premières formes d’humains,

peu importe où nous nous sommes rencontrés,

et où nous nous sommes mélangés depuis.

Merci de votre attention.

(Applaudissements)