Les températures extrêmement froides ont peut-être presque éradiqué les ancêtres humains il y a 900 000 ans.

Les ancêtres humains ont failli disparaître entre environ 930 000 et 813 000 ans dans un effondrement démographique d'une grande importance sur le plan évolutif, conclut une nouvelle étude controversée.

Ce rétrécissement potentiel des ancêtres humains en un nombre à peine viable de survivants coïncide avec une période de froid extrême et de sécheresses prolongées en Afrique et en Eurasie, selon des preuves géologiques antérieures.

Si le nouveau scénario dérivé de l'ADN est confirmé, relativement peu de survivants du grand froid de l'Âge de Pierre ont peut-être évolué en une espèce ancestrale des Homo sapiens, Néandertaliens et Dénisoviens, selon le généticien des populations Wangjie Hu de l'Icahn School of Medicine du mont Sinaï à New York et ses collègues. Les analyses précédentes de l'ADN extrait de fossiles anciens estiment que cette espèce ancestrale commune est apparue entre environ 700 000 et 500 000 ans.

Pas trop longtemps avant cela, les membres du genre humain, Homo, ont traversé un gel d'environ 117 000 ans tout en maintenant en moyenne 1 280 individus capables de se reproduire, rapportent les chercheurs dans l'édition du 1er septembre de la revue Science. Ce nombre de nos prédécesseurs évolutifs s'est reproduit juste assez pour éviter l'extinction, disent-ils.

Avant le début du climat rigoureux, le nombre de reproducteurs potentiels dans la même population ancestrale était compris entre 58 600 et 135 000 individus, estime l'équipe.

L'équipe de Hu a élaboré une nouvelle méthode statistique pour estimer le timing et les tailles des populations ancestrales de reproduction en utilisant les motifs de variantes génétiques partagées dans les populations humaines d'aujourd'hui. Les données génétiques modernes provenaient de 3 154 personnes réparties dans 10 populations africaines et 40 populations européennes et asiatiques. Le groupe de Hu a obtenu ces informations à partir de deux bases de données scientifiques d'ADN humain.

Les scientifiques ont calculé la diversité attendue de ces variantes modernes en fonction d'hypothèses sur les histoires de population anciennes, dont certaines comprenaient des périodes de déclin drastique du nombre d'adultes reproducteurs. Un effondrement de la population parmi les ancêtres humains qui a duré d'environ 930 000 à 813 000 ans aurait le mieux expliqué la variation génétique dans les données analysées, concluent les chercheurs.

Les chercheurs ont constaté que les Africains présentaient des preuves génétiques beaucoup plus fortes d'un effondrement de la population ancienne que les non-Africains. Une population épuisée d'ancêtres humains a probablement vécu en Afrique à partir d'environ 900 000 ans, bien qu'Eurasie ne puisse pas être exclue en tant que région d'origine pour ces survivants, selon l'équipe.

Alors que cette population diminuée commençait à se rétablir, ses membres auraient pu évoluer en H. heidelbergensis, soupçonne le groupe de Hu. Certains chercheurs considèrent H. heidelbergensis comme un ancêtre des Dénisoviens, Néandertaliens et H. sapiens qui est apparu pour la première fois il y a environ 700 000 ans en Afrique et en Eurasie. Mais d'autres scientifiques affirment que les fossiles attribués à H. heidelbergensis présentent trop de différences squelettiques pour être considérés comme une seule espèce Homo.

Dans un commentaire publié avec la nouvelle étude, l'archéologue Nick Ashton et le paléoanthropologue Chris Stringer acceptent provisoirement la nouvelle estimation d'un effondrement de la population ancienne parmi les ancêtres humains.

Cependant, un nombre croissant de découvertes de fossiles suggèrent que des groupes du genre Homo ont occupé différentes parties de l'Afrique, de l'Asie et de l'Europe entre environ 900 000 et 800 000 ans, pendant la période de crise démographique nouvellement proposée, disent Ashton et Stringer, tous deux du Musée d'histoire naturelle de Londres. Ils suggèrent que des populations sans lien avec les H. sapiens ultérieurs qui vivaient sur ces continents ont peut-être mieux survécu au refroidissement planétaire sévère que les groupes apparentés aux populations actuelles.

Les ADN d'anciens H. sapiens, Néandertaliens et Dénisoviens aideront à clarifier quand et où des effondrements de population anciens se sont produits, expliquent Ashton et Stringer.

Le rapport de Hu et de ses collègues soulève la possibilité que les populations humaines ancestrales aient temporairement subi une forte baisse de leurs effectifs et se soient formées en petits groupes qui se reproduisaient rarement entre eux, selon le généticien des populations Aaron Ragsdale de l'Université du Wisconsin-Madison.

Les conclusions de la nouvelle étude doivent cependant être confirmées par des études génétiques qui tiennent compte des fluctuations anciennes de la densité de la population, de l'étendue géographique et de l'interfécondation, ainsi que de la taille de la population, explique Ragsdale.

Étant donné que les tailles estimées des populations de reproduction anciennes minimisent souvent le nombre réel de la population, "il est exagéré de dire que les populations humaines ancestrales étaient proches de l'extinction", dit-il.

Le généticien des populations Stephan Schiffels de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionnaire à Leipzig, en Allemagne, ne voit aucune raison d'accepter les conclusions de la nouvelle étude. Les parentés interconnectées entre les anciens groupes d'Homo et les incertitudes statistiques dans la détermination de leurs liens génétiques obscurcissent les signaux moléculaires des effondrements de population qui ont eu lieu il y a près d'un million d'années, affirme Schiffels.

“The suggested precision in dating events like this [proposed ancient population crash] is not possible,” he says.

Present-day human DNA analyzed in the new study has been studied and modeled for years by other investigators, none of whom have cited any signs of such an ancient, steep population decline, Schiffels says.

But severe climate shifts could potentially have pushed human ancestors and other species close to or over the brink of extinction, says population geneticist and study coauthor Ziqian Hao of Shandong First Medical University in Jinan, China. In the Aug. 10 Science, another team — including Ashton and Stringer — described ancient climate reconstructions indicating that a previously unrecognized cold phase in Europe led to sharp declines in hominid numbers about 1.1 million years ago.

Hu and colleagues plan to incorporate ancient hominid DNA and a larger sample of present-day human DNA, especially from Africa, into further analyses of ancient population ups and downs.

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