Dénisoviens : nouvelle découverte sur ce mystérieux ancêtre de l'Homme

Après avoir escaladé une pente rocheuse abrupte dans les montagnes de la chaîne Annamitique, au Laos, Laura Shackelford a d’abord été déçue. La paléoanthropologue de l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign se tenait dans une cavité exiguë connue sous le nom de grotte du Cobra, à la recherche d’ossements qu’un garçon Hmong de la région avait dit avoir vus. Après avoir allumé sa lampe torche, elle a balayé le faisceau lumineux d’un mur vide à l’autre.

Puis elle a levé les yeux.

« Je n’ai vu presque que des os », raconte Shackelford, qui est également exploratrice National Geographic. Incrustés dans le plafond de gravats, des fossiles d’animaux disparus depuis longtemps étaient éparpillés sur le toit de la grotte « presque comme des étoiles ».

Pendant des années, Shackelford et son équipe ont travaillé dans les labyrinthes que forment les grottes du Laos à la recherche d’anciens restes humains, et elle savait que ce passage étroit était spécial. Peu avant son premier voyage dans la grotte, un de ses collègues avait trouvé un fossile particulièrement intéressant parmi les nombreux restes présents dans la grotte : une molaire partielle vieille de plus de 130 000 ans.

Comme le rapportent Shackelford et ses collègues dans une nouvelle étude partiellement financée par la National Geographic Society, la dent appartenait probablement à une jeune fille qui faisait partie d’un mystérieux groupe d’anciens humains connus sous le nom de Dénisoviens, ou Hommes de Denisova. Si cette théorie est confirmée, il s’agira du fossile appartenant à ce groupe trouvé le plus au sud de notre planète.

Les Dénisoviens se sont séparés de leur groupe frère, les Néandertaliens, il y a environ 400 000 ans lorsque les Néandertaliens se sont répandus en Europe et les Dénisoviens sont partis à l’est, vers l’Asie. De nombreux restes de Néandertaliens ont été trouvés au fil du temps, mais ceux des Dénisoviens sont restés bien cachés. Tous les os et dents de Dénisoviens trouvés à ce jour pourraient facilement tenir dans un petit sac plastique, et tous proviennent de seulement deux sites : l’un en Sibérie, et l’autre au Tibet.

Mais les scientifiques soupçonnaient depuis longtemps que ces ancêtres de l’être humain se déplaçaient beaucoup plus au sud. Chaque fois que les Dénisoviens ont croisé le chemin des premiers humains, ils semblent s’être reproduits avec eux. Beaucoup de personnes d’origine asiatique aujourd’hui semblent d'ailleurs porter une partie de l'ADN des Dénisoviens.

Les dernières découvertes faites au Laos, publiées dans Nature Communications, révèlent l’étonnante diversité de l’habitat des Dénisoviens, des montagnes glaciales et des hauts plateaux aux basses terres humides de l’Asie du Sud-Est. « Tout ça me fait penser au fait qu’ils sont très similaires à nous », dit Shackelford. « Nous sommes incroyablement flexibles ; c’est en quelque sorte la marque de fabrique des humains modernes. »

La dent est l’une des nombreuses trouvailles qui laissent entrevoir tout ce qu'il reste à découvrir dans la région. « Je dois dire que nous sommes très fiers », déclare Souliphane Boualaphane, co-auteur de l’étude et archéologue au ministère de l’Information, de la Culture et du Tourisme du Laos.

UNE EXPLORATION DIFFICILE

La dent est le dernier fossile découvert à ce jour dans les montagnes de la chaîne Annamitique, qui s’étendent sur plus de 1 100 kilomètres le long de la frontière entre le Laos et le Vietnam. Au fil des millénaires, les rivières ont sculpté le calcaire local, vestige d’un ancien plancher océanique, pour en faire un système de grottes qui serpente désormais à travers la chaîne.

Bien que ces confins escarpés puissent permettre de nombreuses découvertes, y travailler n’est pas chose aisée. Le climat chaud et humide de la région entraîne une dégradation rapide des os, et le terrain accidenté fait que ce qui survit est difficile à trouver. Malgré ces obstacles, les découvertes récentes au Laos ont permis de documenter des dizaines de milliers d’années d’activité humaine dans la région, mais aussi certains des plus anciens restes humains modernes d’Asie du Sud-Est.

L’intérêt de la recherche moderne pour le Laos remonte en grande partie à Thongsa Sayavongkhamdy, un archéologue laotien influent qui a méticuleusement relocalisé des sites qui avaient été étudiés et abandonnés dans les années 1930, notamment la zone où se trouve la grotte du Cobra. Sayavongkhamdy, qui est co-auteur de la nouvelle étude, est décédé en avril ; l’étude lui est dédiée. « C’est vraiment grâce à lui que notre équipe a pu travailler au Laos », déclare Fabrice Demeter, co-auteur principal de l’étude et paléoanthropologue au Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck à Copenhague, au Danemark.

Demeter et Shackelford ont tous les deux passé plus de dix ans à travailler au Laos, faisant récemment équipe avec des spéléologues pour parcourir les escarpements. En 2018, ils ont eu vent de la grotte du Cobra, dont l’entrée se trouve au sommet d’une paroi rocheuse à plus de 33 mètres au-dessus de la plaine environnante. La grotte est si exiguë que, debout, une personne de taille moyenne peut toucher les deux murs et le plafond en même temps.

Il est également difficile d’extraire les fossiles de la grotte, car ils sont enfouis dans la brèche, un type de roche qui se forme à partir de fragments de pierre. S’y frayer un chemin, « c’est comme essayer de creuser dans du béton », dit Shackelford.

Pourtant, la grotte du Cobra a donné lieu à d’étonnantes découvertes, et ce dès le début de son exploration. Le 3 décembre 2018, le géologue et spéléologue Eric Suzzoni s’y est rendu pour y faire de la reconnaissance avant la première visite de Shackelford, et il a recueilli des morceaux de roche et d’os. Il est descendu de la grotte juste avant le déjeuner pour montrer ses nombreuses découvertes de fossiles à l’équipe. « À un moment donné, Eric a dit qu’il avait trouvé quelque chose », explique Demeter. Il a sorti la molaire inhabituelle de la poche de sa chemise.

« Presque immédiatement, nous avons su que ça provenait d’une sorte d’Hominini », dit Shackelford. « Mais ce n’était pas à un humain moderne. »

LES VESTIGES D’UNE VIE ANCIENNE

Pendant près de dix ans, les seuls restes de Dénisoviens connus étaient quelques dents, un os du petit doigt et un fragment de crâne découverts dans la grotte de Denisova, au sud de la Sibérie. Puis, en 2019, une annonce marquante a révélé qu’une mâchoire de Dénisovien, connue sous le nom de mandibule de Xiahe, avait été trouvée dans la grotte de Baishiya, au bord du plateau tibétain.

La molaire découverte plus récemment au Laos est peut-être seule, mais elle pourrait tout de même apporter de nombreux éléments de compréhension aux scientifiques concernant la vie des Dénisoviens. « Les dents sont comme une petite boîte noire de la vie d’un individu », explique Clément Zanolli, co-auteur de l’étude et paléoanthropologue à l’université de Bordeaux. De par leur forme, leur structure interne, leur composition chimique et leur usure, les dents peuvent recéler des indices sur l’âge d’un animal, son régime alimentaire et même le climat de son habitat.

La forme des dents peut également aider les scientifiques à déterminer si l’individu fait partie de l’espèce humaine et de ses cousins disparus. La surface de mastication de la molaire de la grotte du Cobra est beaucoup plus marquée que celle des molaires des humains d’aujourd’hui, et présente une crête commune aux dents des Néandertaliens. Mais la forme globale de la dent et sa structure interne ressemblent aux dents dénisoviennes de la mandibule de Xiahe.

L’absence de racines ou d’usure superficielle de la dent suggère qu’elle appartenait à un enfant mort avant la formation complète de ses dents d’adulte, probablement entre 3 ans et demi et 8 ans et demi. La molaire a probablement été rejetée dans la grotte avec les restes d’autres grands animaux, dont des rhinocéros, cochons, macaques et bovidés anciens. En se basant en partie sur l’âge de ces restes, la molaire aurait très probablement entre 131 000 et 164 000 ans.

Après avoir passé le fossile aux rayons X pour étudier sa forme, les chercheurs ont prélevé un échantillon de l’émail de la dent à la recherche de protéines préservées. Contrairement aux brins d’ADN qui sont fragiles, les protéines ont plus de chances de survivre au climat chaud et humide du Laos. Les acides aminés qui composent ces protéines peuvent alors donner des indices sur le code génétique sous-jacent, aidant ainsi les scientifiques à déterminer l’identité d’un spécimen.

Cette analyse a révélé que la dent appartenait à un individu du genre Homo, et non à un orang-outan ou à un autre grand singe. Les protéines montrent également que la dent appartenait à une fille. Pourtant, les chercheurs n’ont pas trouvé les protéines qui auraient permis de placer la dent dans une branche spécifique de l’arbre généalogique des Hominini.

Si l’analyse ne permet pas de confirmer l’identité de la Dénisovienne, « rien ne nous empêche de rechercher d’autres protéines présentes dans l’émail », déclare Frido Welker, co-auteur de l’étude et paléogénéticien à l’Institut Globe de l’université de Copenhague. Avec l’amélioration des méthodes d’extraction et d’analyse de l’ADN et des protéines associées, Welker et ses collègues espèrent que la dent fournira davantage de détails.

En outre, en minimisant la quantité d’échantillons prélevés sur la dent, l’équipe de l’étude a laissé la porte ouverte à des types de recherches futures que nous n’imaginons pas encore. « Les personnes qui travailleront dans ce domaine dans 30, 40 ou 50 ans avec des technologies totalement nouvelles apprécieront cela », déclare l’exploratrice National Geographic Kendra Sirak, associée de recherche à la Harvard Medical School et experte en ADN ancien, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.

CE N’EST QUE LE DÉBUT

Pour l’instant, les connexions les plus importantes entre la dent de la grotte du Cobra et les Dénisoviens proviennent de sa localisation et de sa ressemblance avec la molaire de la mandibule de Xiahe. Si la molaire laotienne ressemble quelque peu à celles des Néandertaliens, ces derniers n’ont jamais été trouvés aussi loin à l’est que le Laos, tandis que des données génétiques indiquent que les Dénisoviens vivaient probablement en Asie du Sud-Est.

« Tout correspond à ce que l’on attendrait d’une molaire inférieure de Dénisovien », déclare Bence Viola, paléoanthropologue à l’université de Toronto, et qui n’a pas participé à l’étude.

La reconstitution de l’anatomie de ces mystérieux Homininis est un défi permanent, car les fossiles de Dénisoviens sont très rares, du moins pour l’instant. Le fait que la nouvelle dent soit une molaire inférieure rend la confirmation encore plus difficile, car seule la mandibule de Xiahe contient des molaires inférieures fermement identifiées comme étant dénisoviennes. Sans le soutien de l’ADN ou de protéines supplémentaires, « il est très difficile d’affirmer quoi que ce soit de concluant », déclare Aida Gomez-Robles, paléoanthropologue à la University College de Londres, qui ne faisait pas partie de l’équipe chargée de l’étude.

Pourtant, de nombreux autres Dénisoviens pourraient se cacher sous le nez des scientifiques, ou au-dessus de leurs têtes dans les plafonds des grottes. Un éventail impressionnant de fossiles d’Homininis a été découvert dans toute l’Asie, et beaucoup ont été classés dans le groupe fourre-tout « Homo archaïque ». Ces dernières années, des études ont suggéré que certains de ces Homininis pourraient être des Dénisoviens, ou du moins de proches parents.

« Il est fort probable que nous observions des Dénisoviens depuis longtemps dans les musées et les institutions de fossiles, mais sans savoir comment les appeler », explique Shackelford.

D’autres études sont prévues. Selon Zanolli, l’équipe analyse actuellement la chimie de l’oxygène et du carbone de l’émail de la dent. Ces études pourraient donner des indications sur le climat dans lequel vivait la jeune Dénisovienne, ainsi que sur ce qu’elle mangeait au moment de la formation de la molaire.

Pour Shackelford, l’une des implications les plus prometteuses de l’étude est le nombre considérable de découvertes qui attendent les chercheurs dans les nombreuses grottes montagneuses du Laos. « Nous travaillons là-bas depuis plus de dix ans et nous en sommes toujours à la première montagne », dit-elle.