L'ancienne tribu fantôme de Sibérie révèle des secrets

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L'ancienne tribu fantôme de Sibérie révèle des secrets
L'ancienne tribu fantôme de Sibérie révèle des secrets
Anonim

Un mystérieux groupe d'humains éteints connus sous le nom de Dénisoviens change notre compréhension de l'évolution humaine. Qui sont-ils? Des années se sont écoulées depuis la découverte de la grotte Denisova dans le sud de la Sibérie, et les scientifiques espèrent trouver de nouveaux vestiges de cette ancienne population.

Samantha Brown avait peu d'espoir lorsqu'elle a ouvert la fermeture éclair du sac, qui contenait environ 700 fragments d'os. Elle a été prévenue qu'il faudrait beaucoup de travail pour analyser ces ossements et qu'il était peu probable qu'ils appartiennent à une personne.

Il s'agissait des restes de la grotte Denisova, dans le sud de la Sibérie, où des fouilles archéologiques ont été menées et où les scientifiques ont découvert en 2010 un groupe d'anciens inconnus. Les chercheurs les ont nommés Denisoviens et ont identifié les restes grâce à l'ADN conservé dans les os des doigts. Grâce à cette découverte, la lointaine grotte sibérienne est devenue l'un des sites archéologiques les plus importants au monde.

Brown a passé en revue tout le sac d'os, vérifiant chacun pour Homo sapiens. Elle a trouvé des ours, des bisons, des hyènes et même des mammouths avec des rhinocéros. Mais il n'y avait même pas la trace d'un homme. Par conséquent, elle s'est rendue en Sibérie pour collecter d'autres échantillons trouvés dans la grotte de Denisova, se rendant compte qu'elle avait très peu de chance.

La chance a souri à Brown en juin 2015, lorsque des traces de collagène humain ont été trouvées dans un fragment d'os de 2 centimètres de long. «Ce fut un moment incroyable lorsque nous avons découvert que l'un des fragments est humain», dit-elle. Mais elle n'était absolument pas préparée à la découverte ultérieure de ses collègues allemands. Des scientifiques allemands ont séquencé le génome complet de l'ADN dans l'os. L'année dernière, cette équipe, qui comprenait Brown, a rapporté que l'os appartenait à une fille qui a vécu il y a environ 100 000 ans. Sa mère était Néandertal et son père Denisovan. Les scientifiques ont donné à cette fille inhabituelle le nom de Denny.

« Tout d'abord, c'était une chance sur un million, et nous ne l'avons pas manquée. Deuxièmement, c'était la progéniture de la première génération. C'est magique, c'est incroyable, dit Brown. "Cela montre à quel point nous pouvons découvrir."

Après cela, Brown et ses collègues ont trouvé d'autres fragments d'os d'hominidés dans la grotte de Denisova. L'équipe commence maintenant à analyser des dizaines de milliers de fragments d'os de cette grotte et d'ailleurs en Asie. Il existe d'autres projets, dont l'objectif commun est de rechercher des Denisoviens sur tout le continent, où des traces de leur ADN se retrouvent chez de nombreuses personnes modernes. Les scientifiques espèrent déterminer la zone de distribution de ce groupe mystérieux, qui aurait pu se disperser à travers la Sibérie et atteindre l'Océanie, ainsi que retracer leurs contacts avec d'autres représentants de la race humaine, dont Homo sapiens et les Néandertaliens. De nombreux scientifiques rêvent de trouver des restes plus complets des Dénisoviens et des artefacts afin de découvrir à quoi ils ressemblaient et de comprendre comment ils pourraient se comporter.

Près de 10 ans se sont écoulés depuis l'ouverture des Denisovites, et maintenant ils commencent à acquérir des contours plus clairs, attirant une attention accrue. Les scientifiques sont convaincus qu'ils trouveront bientôt de nouveaux vestiges de cette ancienne population, et en dehors de la grotte Denisova (s'ils ne l'ont pas déjà trouvé). Les chercheurs ont commencé à parler du fait que certains des fossiles inhabituels en Chine pourraient avoir appartenu aux Dénisoviens.

"La vraie chasse à l'homme de Denisov a commencé", déclare l'archéologue Andrei Krivoshapkin, qui travaille à Novossibirsk à l'Institut d'archéologie et d'ethnographie de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie. Il participe à la fouille de grottes près de Denisovaya et d'autres endroits en Asie centrale à la recherche de réponses aux questions.

Grotte de l'ermite

La grotte Denisova est située au pied des montagnes de l'Altaï, près de la frontière russe avec la Mongolie, la Chine et le Kazakhstan. Il est situé dans une vallée fluviale pittoresque, rappelant la Suisse à certains visiteurs. Selon la légende, la grotte tire son nom d'un berger ou d'un ermite local du XVIIIe siècle, qui se réfugia dans ses hautes salles voûtées. La grotte est située dans un endroit difficile à atteindre, même pour les explorateurs qui y affluent pendant les six mois de la saison des fouilles au printemps et en été. "Vous êtes complètement coupé du monde là-bas", explique Katerina Douka, archéologue et conservatrice Brown qui travaille à l'Institut Max Planck pour l'étude de l'histoire humaine à Iéna et a visité la grotte pour la première fois en 2013. "C'est un vrai paradis."

Les archéologues soviétiques ont commencé à creuser la grotte à la fin des années 1970 et au début des années 1980, découvrant des dizaines de milliers d'outils de pierre et de fragments d'os d'animaux, dont beaucoup ont été dévorés et digérés par les hyènes et autres prédateurs vivant dans la grotte. En 2009, Svante Pääbo, généticien à l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig, a obtenu un petit os fracturé d'un orteil d'hominine que des archéologues russes avaient trouvé dans une grotte un an plus tôt. Il pensait qu'il aurait pu appartenir à un Néandertal, puisque ses chercheurs ont trouvé de l'ADN de ce groupe dans des fragments des restes d'une grotte voisine. Cependant, Paabo n'a pas mis beaucoup d'espoir dans sa découverte, car l'os était très petit et pouvait difficilement contenir une grande quantité d'ADN. « Cela a pris environ six mois, dit-il, avant de commencer à l'étudier.

Ce fragment s'appelle Denisova 3. Il a soulevé des questions auxquelles les scientifiques n'ont pas encore trouvé de réponses complètes. L'ADN qu'il contient indique l'existence d'un nouvel hominine mystérieux et suggère que les Dénisoviens et les Néandertaliens descendent d'une population ancienne qui, comme l'ont montré d'autres études, s'est éloignée des humains modernes il y a environ 800 000 ans et pourrait vivre dans toute l'Asie. Les habitants du continent portent encore, dans une proportion ou dans une autre, l'héritage de l'homme de Denisovan.

La grotte Denisova reste le seul endroit où des Denisovites ont été trouvés. La découverte des restes de Denny indique que différents groupes de personnes se sont autrefois installés à cet endroit. Si nous parlons de clarifier les contacts entre de tels groupes, note Paabo, alors c'est l'un des endroits les plus importants, sinon le plus important au monde.

Après la découverte de l'homme de Denisovan, les scientifiques ont utilisé le séquençage de l'ADN pour identifier plusieurs molaires trouvées dans la même grotte et les ont finalement attribuées au même groupe. Ils ont également trouvé d'autres restes avec de l'ADN de Néandertal. L'analyse ADN de Denny a révélé des détails très importants sur ces groupes. « Nous savions que les Dénisoviens et les Néandertaliens étaient là. Mais nous ne pensions pas qu'ils avaient des contacts aussi étroits », explique Paabo. "C'est incroyable de trouver des preuves directes, de trouver ces personnes pratiquement en train de se mélanger."

La découverte de Denny a convaincu Paabo et d'autres scientifiques qu'ils trouveraient encore plus des mêmes restes de deux groupes d'hominidés - peut-être même dans la grotte de Denisova. Les chercheurs qui ont analysé le génome de Denny ont trouvé des signes que son père, qui était clairement Denisovan, avait également des traits héréditaires des Néandertaliens dans l'ensemble chromosomique de son père, indiquant des contacts antérieurs entre les deux groupes. « Nous devons trouver ces personnes », dit Duka.

"Il y a encore beaucoup de mystère ici", ajoute l'archéologue de l'Université d'Oxford, Tom Higham, qui travaille avec Dooka et Brown. "C'était soit une chance incroyable, soit des croisements inter-espèces se sont produits si souvent que nous pouvons compter sur d'autres découvertes de ce genre."

Carrefour

Certains chercheurs espèrent tomber sur un autre Denny, tandis que d'autres tentent de déterminer les périodes au cours desquelles différents groupes d'homo sapiens se sont croisés ou même croisés dans la grotte de Denisova. Les géochronologues Zenobia Jacobs et Richard Roberts, basés à l'Université de Wollongong, en Australie, ont dirigé une équipe de chercheurs pour déterminer l'âge des dépôts sédimentaires dans la grotte Denisova en analysant des centaines de milliers de grains de quartz et de feldspath.

À en juger par les plus anciens outils de pierre trouvés là-bas, les premiers habitants de la grotte s'y sont installés il y a environ 300 000 ans. Vraisemblablement, il s'agissait de Denisoviens ou de Néandertaliens. Les Dénisoviens l'occupaient il y a 55 à 200 000 ans, comme en témoignent les couches dans lesquelles a été trouvé le fragment Denisova 3. Le groupe Jacobs et Roberts a également déterminé à partir des sédiments et des restes des Néandertaliens que ces ancêtres humains vivaient dans la grotte 100- il y a 190 mille ans.

Cela signifie qu'ils se chevauchent depuis longtemps, mais Jacobs prévient que son équipe ne peut pas encore déterminer avec précision ces périodes en raison d'un manque d'échantillons. L'équipe de Paabo étudie des centaines d'échantillons de sédiments à la recherche d'ADN d'hominine, dans l'espoir de mieux déterminer quand les Denisoviens et les Néandertaliens vivaient dans la grotte et s'ils se sont croisés.

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Grotte de Denisova

Il existe également des indices indiquant que la grotte était habitée par des humains modernes qui auraient pu rencontrer ces groupes. Dans les couches précédentes, les archéologues ont découvert des outils et des bijoux fabriqués à partir d'os et de dents de cerf et d'autres animaux qui ressemblent à des artefacts trouvés sur le premier Homo sapiens qui a pénétré en Europe au début de la période paléolithique supérieure, qui a commencé il y a environ 50 000 ans. Un groupe de scientifiques dirigé par Dooka et Higham a calculé que ces artefacts ont entre 43 et 49 000 ans. Mais dans le fragment d'os, vieux de 46 à 50 000 ans, il n'y a pas d'ADN qui permette d'établir l'appartenance de son propriétaire à l'un ou l'autre groupe.

Les principales fouilles dans la grotte, les archéologues russes ont suggéré que les outils et les décorations trouvés avaient été fabriqués par les Denisovites et que ce groupe possédait la capacité de penser symboliquement. Cependant, les archéologues occidentaux préfèrent la théorie selon laquelle ces artefacts ont été fabriqués par les premiers peuples modernes, dont les restes sont trouvés dans une autre ville sibérienne d'Ust-Ishim, et les attribuent au début du Paléolithique supérieur.

Maintenant, les scientifiques recherchent les premières couches de la grotte Denisova, dans l'espoir d'y trouver plus de restes et d'ADN qui aideront à découvrir qui a fabriqué ces artefacts. Des travaux similaires sont en cours sur d'autres sites archéologiques de Sibérie, notamment près de la grotte Denisova. Elle aussi peut apporter des réponses aux questions. «Beaucoup de choses intéressantes se produisent, et elles se produisent rapidement», déclare Higham.

A la recherche d'os

Les scientifiques sont limités par le manque de restes organiques des Denisovites. Bence Viola a beaucoup étudié, y compris Denisova 3, ainsi que plusieurs molaires inhabituellement grandes qui ne ressemblent pas à celles des Néandertaliens et des humains modernes. "Tout le matériel des Denisoviens tient dans une très petite boîte", explique Viola, paléoanthropologue à l'Université de Toronto, Canada. - J'ai regardé ces petits fragments et ces dents pendant très longtemps. Je suis probablement le seul à les avoir tous vus. »

Mais progressivement, de plus en plus de nouveau matériel apparaît. Des archéologues effectuant des fouilles dans la grotte de Denisova, en 2016, ont trouvé un fragment de l'os pariétal faisant partie du crâne, qui contient l'ADN mitochondrial de l'homme de Denisovan. La forme de cet os est presque la même que celle de l'Homo erectus, ou Homo erectus. La plupart des scientifiques pensent que cette espèce est un proche ancêtre des humains, des Néandertaliens et vraisemblablement des Denisoviens. "Malheureusement, ce n'est pas très informatif, je m'attendais à plus", confie Viola, qui parlera de ses recherches en mars lors de la conférence annuelle de l'American Association of Physical Anthropologists. Il espère pouvoir bientôt retrouver d'autres fragments de l'os pariétal, voire la totalité du crâne. « Ce serait bien d'avoir quelque chose de plus », dit Viola.

Les vestiges fragmentaires ne manquent pas. Ce mois-ci, Higham a tweeté une photo d'un fragment d'os long dans un petit sac en plastique. "Bonne chance, petit os de Denisov", a-t-il écrit, bien qu'il ne sache pas encore à quel groupe il appartient. Si vous comptez le fragment du doigt de Denny, alors c'est le cinquième os de la grotte, identifié comme humain. Le scientifique utilise une méthode appelée Zooarchéologie par analyse spectrométrique de masse (ZooMS). Il a été conçu pour identifier rapidement les ossements d'animaux, que l'on trouve souvent en abondance dans les sites de fouilles. En utilisant cette méthode, les chercheurs décomposent le collagène, qui se trouve le plus dans les os, en peptides plus petits, puis utilisent un spectromètre de masse pour déterminer les différences entre les espèces animales. Les hominines ont des séquences peptidiques identiques, donc l'ADN est nécessaire pour attribuer les restes à un groupe spécifique.

Après avoir obtenu les premiers succès de leurs travaux, Duca et ses collègues ont reçu en 2017 du Conseil européen de la recherche deux millions d'euros de financement pour une recherche élargie de l'homme de Denisovan dans 20 sites en Europe et en Asie. Au total, ils doivent trier 30 à 40 000 os. "Il y a des jours très encourageants, et parfois vous traversez mille os et trouvez mille hyènes", explique Duka. "J'ai le sentiment que la recherche devrait être effectuée en Chine."

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Un employé de l'Institut d'archéologie et d'ethnographie de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie est engagé dans le catalogage des trouvailles trouvées lors des fouilles dans la grotte Denisova

D'autres scientifiques partagent la spéculation de Duca, principalement en raison de la distribution de l'ADN de Denisovan parmi les humains modernes. On le trouve souvent chez les Chinois. Certains scientifiques soupçonnent que le squelette d'un Denisovan bat déjà des pouces dans certaines collections de musées en Chine. Par exemple, en 2017, les paléoanthropologues ont décrit les crânes inhabituellement grands d'hominidés qui vivaient il y a 105 à 125 000 ans. Ils ont été trouvés lors de fouilles dans le centre de la Chine près de la ville de Xuchang. Sur la base de leur âge, de leur emplacement et de leurs caractéristiques anatomiques, certains scientifiques ont suggéré qu'il s'agissait des crânes des Dénisoviens. "Où les Denisoviens pourraient-ils vivre en dehors de la grotte Denisova?", Demande Chris Stringer, paléoanthropologue au Museum of Natural History de Londres. "Ils étaient censés vivre là-bas en Chine."

Viola dit que les crânes de Xuchang ne ressemblent en rien à son fragment d'os pariétal. Il s'intéresse davantage aux restes du nord de la Chine, trouvés dans la ville de Xujiao, qui ont environ 300 000 ans. Parmi eux se trouvent des molaires, similaires aux découvertes de la grotte Denisova. "Je serais très surpris s'il s'avérait que le matériel chinois, en particulier de Xujiao, ne soit pas des Denisoviens", dit-il.

Le généticien Qiaomei Fu, qui a créé un laboratoire de recherche sur l'ADN ancien à l'Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés de Pékin à l'Académie chinoise des sciences, a analysé avec son équipe des crânes de Xuchang et d'autres fragments qui pourraient appartenir aux Dénisoviens. Il dit avec regret que l'ADN de l'homo sapiens n'a pas encore été trouvé dans ces restes.

Peut-être que les protéines donneront aux scientifiques une meilleure chance de trouver un homme de Denisovan en Chine ou ailleurs en Asie, car elles ont tendance à durer plus longtemps que l'ADN. Duka vient de recruter un étudiant chinois diplômé pour analyser des échantillons et espère pouvoir analyser des restes d'Asie du Sud-Est et de Papouasie-Nouvelle-Guinée.

Puisque la forme du collagène étudié par la méthode ZooMS ne diffère pas chez les Dénisoviens et chez les autres hominidés, les scientifiques devront séquencer les protéines osseuses, qui ont plus de variabilité, afin de trouver les Dénisoviens. L'anthropologue moléculaire Frido Welker du Musée d'histoire naturelle du Danemark vient de se lancer dans un projet pour savoir si les restes contiennent un hominin, y compris des Denisoviens potentiels du Pléistocène inférieur et moyen (cette période a commencé il y a 2,6 millions d'années et s'est terminée 126 mille ans il y a), des protéines indiquant des relations évolutives. "C'est une période de temps où l'ADN ancien n'est pas toujours préservé, mais les protéines survivent", explique Welker.

De nombreux scientifiques suggèrent que la grotte de Denisov est devenue l'avant-poste nord des Denisoviens et d'autres hominidés lorsque le climat le leur a permis. Mais bien que d'anciennes populations aient disparu de ces lieux il y a plusieurs millénaires, la grotte attire toujours différents groupes de scientifiques comme un aimant. En juillet 2018, anthropologues, archéologues et généticiens, obsédés par cette grotte, s'y sont réunis pour partager leurs découvertes et découvertes. La conférence s'appelait "Le début du Paléolithique supérieur en Eurasie et l'évolution de la race humaine", mais elle pourrait bien s'appeler "Denisomania".

C'était le premier voyage de Brown, et elle savait qu'elle serait émerveillée par cette grotte qui avait donné au monde tant de découvertes. Elle dit que le paysage environnant, la végétation luxuriante et la beauté locale lui ont expliqué pourquoi Denny et ses proches étaient si attirés par ces endroits. "Vous pouvez imaginer que les gens voulaient juste être ici."

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