L’espèce humaine a-t-elle frôlé l’extinction il y a 900 000 ans ?

D’après cette étude menée par une équipe internationale de recherche, il y a 900 000 ans, la population adulte en âge de procréer aurait connu un effondrement démographique brutal, passant de 98 000 à 1 280 individus. Un phénomène démographique qui serait dû à un changement climatique.

Comment l’équipe de recherche est-elle parvenue à ce résultat ?

Céline Bon : Elle y est parvenue en étudiant la diversité génétique au sein des populations humaines. Cette diversité génétique dépend directement de la taille des populations : plus une population est grande, plus le nombre de mutations qui se produiront sera élevé, et plus le risque de perdre des variants génétiques par hasard sera faible. À l’inverse, si une population est de petite taille, la diversité génétique est faible.

Grâce à la théorie de la coalescence – théorie qui s’intéresse à la généalogie d’un échantillon de gènes en remontant le temps jusqu’à l’ancêtre commun de cet échantillon -, il est possible de reconstituer la diversité génétique des populations dans lesquelles vivaient les ancêtres des humains actuels, et donc d’avoir une estimation de la taille de « population efficace ». C’est ça que les auteurs ont pu retrouver, grâce à une méthode améliorant la précision de cette approche.

Quelles sont les limites de cette méthode ?

Céline Bon : La taille de « population efficace » ne correspond pas au nombre de personnes qui vivaient à ce moment-là. Ce n’est pas une vraie taille de population, mais la taille qu’aurait une population théorique ayant la même diversité génétique - population théorique car le modèle suppose que, dans cette population, on n’ait des enfants qu’avec des personnes de sa génération, que tous les couples aient le même nombre d’enfants, qu’on choisisse son conjoint au hasard, qu’il n’y ait pas de sélection naturelle, ni migration, ni métissage, etc.

Bref, quelque chose d’irréaliste dans n’importe quelle population, en particulier humaine. D’ailleurs, leur estimation donne une taille de 100 000 individus actuellement pour la population Yoruba… qui contient 34 millions de personnes.

Un autre point de discussion est la date (très précise) donnée par le modèle. En effet, ces méthodes fournissent un nombre de générations, mais pas de date qui soit comparable aux dates calendaires fournies par la paléontologie. Pour accéder à cette donnée, il faut multiplier par le temps de génération, soit l’âge moyen des parents au moment de la naissance. Or, il est probable qu’il ait changé au cours du temps, et qu’extrapoler sur les temps de génération actuel ne soit qu’un pis-aller.

Ce phénomène démographique a-t-il déjà été observé par le passé ?

Céline Bon : L’étude des phénomènes démographiques à l’origine de l’émergence de l’espèce humaine a trouvé une nouvelle dynamique ces dix dernières années.

Tout d’abord, le séquençage de très nombreux génomes complets, venant de populations d’origine et d’histoires très différentes, fournit un matériel de choix pour l’application de méthodes statistiques complexes. De la même façon, l’essor des méthodes bioinformatiques, l’augmentation de la capacité de calculs des serveurs, voire le développement des méthodes de l’intelligence artificielle permettent de traiter les masses de données ainsi produites.

Mais l’autre révolution de cette dernière décennie vient du séquençage des génomes de Néandertal et de Denisova. En montrant que des métissages avaient eu lieu entre les différentes lignées humaines, ces découvertes ont permis l’émergence de nouveaux modèles, plus complexes qu’un simple modèle en buisson, qui s’apparenteraient plutôt à un réseau où les différentes branches peuvent s’hybrider après leur séparation.

Ainsi, une publication dans Nature au printemps 2023 (Ragsdale et al., 2023) suggère que deux lignées se seraient séparées il y a plus d’un million d’années, avant de se remétisser plus récemment. D’après le modèle testé, l’une de ces branches aurait connu un goulet d’étranglement majeur durant le dernier million d’années, une observation qui concorde de façon indépendante avec celles de l’article en question.

Cependant, dans cette étude de Nature, seule une des branches ayant conduit à l’émergence d’Homo sapiens aurait été touchée… et l’Humanité n’aurait ainsi pas frôlé l’extinction !

L’étude n’évoque pas d’espèce humaine en particulier. Présente-t-elle d’autres zones d’ombre ?

Céline Bon : L’étude nous dit qu’il y a eu un épisode démographique majeur, un « goulet d’étranglement », chez les ancêtres des populations humaines vivant actuellement, il y a environ 1 million d’années.

Elle ne donne pas précisément le nombre d’humains qui vivaient à ce moment-là, la date de l’événement, et ne parle pas du tout de ce qui s’est passé chez les humains qui n’ont pas donné naissance aux populations humaines actuelles.

Cette étude se fonde sur un modèle très simpliste de l’évolution, en arbre, où seuls les ancêtres des populations humaines vivant aujourd’hui étaient représentées. Elle ne prend pas du tout en compte l’existence d’une grande diversité de groupes humains, certains donnant naissance dans le futur à Néandertal, Denisova, Homo naledi, et tous ceux qui n’ont pas encore été identifiés !

Ainsi, il est probable que l’évolution du genre Homo aient pendant longtemps ressemblé à un modèle en îles, qui auraient tantôt été en contact et permis les échanges de gènes (augmentant de fait la taille de la «  population efficace »), tantôt été isolés en groupes de plus petites tailles (diminuant ainsi la taille de la population efficace) (Henn, Steele and Weaver, 2018; Scerri et al., 2018).

Dans ce modèle, la principale découverte de l’article pourrait être interprétée d’une autre façon : il y a environ 1 million d’années, seul un petit nombre de ces « îlots de populations humaines » sont les ancêtres des humains vivants actuellement. Les autres groupes ont pu s’éteindre (mais pas forcément il y a 900 000 ans), ou vivre de nouvelles aventures, comme les ancêtres des Néandertaliens et des Denisoviens qui sont alors sortis d’Afrique.

Entretien réalisé en septembre 2023. Remerciements à Céline Bon, paléogénéticienne au Muséum national d'Histoire naturelle.

Henn, B. M., Steele, T. E. and Weaver, T. D. (2018) ‘Clarifying distinct models of modern human origins in Africa’, Current Opinion in Genetics and Development. Elsevier Ltd, 53, pp. 148–156. doi: 10.1016/j.gde.2018.10.003.
Ragsdale, A. P. et al. (2023) ‘A weakly structured stem for human origins in Africa’, Nature, 617(7962), pp. 755–763. doi: 10.1038/s41586-023-06055-y.
Scerri, E. M. L. et al. (2018) ‘Did Our Species Evolve in Subdivided Populations across Africa, and Why Does It Matter?’, Trends in ecology & evolution. Elsevier Ltd, 33(8), pp. 582–594. doi: 10.1016/j.tree.2018.05.005.