Pour la première fois, des scientifiques extraient de l’ADN humain ancien des parois d’une grotte

Pour la première fois, des paléogénéticiens ont extrait de l'ADN humain ancien des parois d'une grotte, notamment d'un point rouge sec peint il y a plusieurs milliers d'années. 

Pendant des décennies, les efforts visant à déchiffrer les indices génétiques laissés par les anciens humains et leurs proches reposaient sur le séquençage d'échantillons prélevés sur des os et de la terre trouvés dans des grottes où ces espèces avaient laissé des œuvres d'art ou des objets. Ces résultats, publiés dans la revue Nature Communications, démontrent que les parois de grottes peuvent préserver de l'ADN humain ancien pendant plusieurs milliers d'années. 

Les auteurs de l'étude précisent toutefois que cette découverte ne signifie pas qu'ils ont identifié l'artiste à l'origine de ces peintures rupestres. Ils ont découvert de l'ADN humain appartenant à une personne qui a pu entrer en contact avec la paroi de la grotte, peut-être l'artiste lui-même, un assistant ou un admirateur qui l'a simplement touchée des centaines, voire des milliers d'années plus tard. 

« Les chercheurs sont désormais capables d'extraire l'ADN appartenant à une personne qui s'est appuyée sur un mur il y a 20 000, 30 000 ou 40 000 ans. N'est-ce pas incroyable ? », s'enthousiasme Genevieve von Petzinger, exploratrice National Geographic et spécialiste de l'art rupestre au sein de l'équipe FIRST-ART, le groupe international à l'origine de la découverte. « Vous passez du temps dans une grotte et, 40 000 ans plus tard, un groupe d'humains retrouve la trace de votre passage, c'est vraiment la chose la plus géniale qui soit ».

Afin de prélever des échantillons pour le projet, Alba Bossoms Mesa, doctorante à l'Institut Max-Planck d'anthropologie évolutive en Allemagne et autrice principale de l'article, ainsi que d'autres membres de l'équipe FIRST-ART, se sont rendus dans onze grottes en Espagne et au Portugal. Ils ont prélevé cinquante-quatre échantillons sur vingt-quatre panneaux d'art rupestre différents, notamment des dessins de main, des lignes simples et des points, ainsi que sur des pigments tombés des célèbres représentations de bisons rouges figurant sur les plafonds de la grotte d'Altamira, en Espagne. Ils ont également prélevé des échantillons sur des parties adjacentes des parois de la grotte dépourvues de pigments. La plupart des échantillons ont été prélevés à l'aide de scalpels stériles à usage unique, utilisés pour gratter ou découper directement la paroi, par des personnes portant deux paires de gants et des masques. 

Sur les vingt-quatre panneaux d'art rupestre, ils ont constaté qu'un seul échantillon pigmenté contenait de l'ADN humain ancien. L'échantillon provenait d'un simple point rouge découvert dans la grotte d'Escoural, au Portugal, connu sous le nom de « Panneau 11 ». L'échantillon était recouvert de calcite, un minéral carbonaté qui se forme naturellement dans les grottes et s'écoule le long de leurs parois, emprisonnant l'art rupestre comme un moustique dans l'ambre et le protégeant ainsi de toute contamination. 

À partir de cet échantillon de pigment rouge et de calcite, les chercheurs estiment que cet ADN date d'au moins 4 000 à 5 000 ans, et pourrait même remonter au Paléolithique supérieur, soit à plus de 12 000 ans. Ils n'ont pas pu déterminer le sexe de cet individu. L'échantillon ne présentait aucun signe d'ADN animal, ce qui indique que les restes génétiques provenaient d'un contact direct avec une personne. Nous ignorons si l'ADN provenait du pigment lui-même ou de la couche de calcite contenue dans l'échantillon. 

Sur les parois vierges de la grotte, l'équipe a découvert que deux des échantillons dépourvus de pigments contenaient de l'ADN humain ancien, l'un provenant d'un homme et l'autre d'une femme, datant probablement de la même période. L'échantillon féminin, contrairement au masculin, présentait des traces d'ADN animal, ce qui suggère qu'il aurait pu être transféré indirectement sur la paroi, par exemple par la terre sur le sol qui s'y serait déposée par frottements. 

L'ADN extrait de l'art rupestre ayant jusqu'alors échappé aux scientifiques, Alba Bossoms Mesa craignait qu'il s'agisse d'un hasard lorsqu'elle et ses collègues ont de nouveau vérifié les résultats. 

« J'étais très sceptique. Je me disais : "c'est trop beau pour être vrai" », se souvient-elle. « J'avais toujours l'impression que quelque chose allait mal tourner. Mais non, ce n'a pas été le cas. C'est assez incroyable, je n'arrivais pas à y croire ».

Nous ignorons encore comment l'ADN s'est retrouvé dans ce mélange de pigment rouge et de calcite. « Cela fait partie du charme [de cette découverte] », affirme-t-elle. Son équipe a envisagé toutes les possibilités : salive, sueur et autres fluides corporels, mais n'a pas pu identifier la source. Seules de futures analyses pourront permettre de déterminer l'origine de cet ADN. Toutefois, le simple fait d'avoir réussi à extraire de l'ADN ancien constitue déjà une grande avancée. 

« Depuis de nombreuses années, les chercheurs tentent d'atteindre cet objectif mais, jusqu'à présent, cela restait hors de notre portée », indique Hipólito Collado Giraldo, archéologue et spécialiste de l'art rupestre au sein du gouvernement régional d'Estrémadure, qui participe à la direction de l'équipe FIRST-ART. « À de nombreux égards, nous pensons que ces recherches marquent le début d'une nouvelle ère dans l'étude de l'art rupestre et du comportement humain préhistorique ». 

Outre la découverte faite au Portugal, les chercheurs ont également constaté la présence d'ADN humain ancien dans deux autres échantillons prélevés sur des parois vierges de la grotte d'El Covarón, en Espagne, ce qui porte à cinq le nombre total d'échantillons sur cinquante-quatre contenant de l'ADN humain ancien. Ces deux échantillons contenaient également de l'ADN animal. Selon les chercheurs, l'un des échantillons prélevés dans cette grotte datait d'au moins 1 000 ans et l'autre d'au moins 2 000 ans. De plus, ils ont aussi fourni assez de matériel génétique pour déterminer que les personnes qui les avaient laissés derrière elles étaient des femmes Homo sapiens appartenant probablement à un groupe génétique de chasseurs-cueilleurs occidentaux qui auraient vécu il y a entre 5 200 et 16 700 ans. 

« Le simple fait d'identifier le sexe biologique ouvre une nouvelle voie pour l'étude de l'art rupestre », affirme Pere Gelabert, explorateur National Geographic et paléogénéticien à l'université de Vienne, en Autriche, qui n'a pas participé à l'étude. « Même s'il est encore difficile d'affirmer que cet ADN provient directement des artistes, cette confirmation ouvrira la voie à de telles analyses à l'avenir ». 

Hipólito Collado Giraldo se demande quelles autres informations les scientifiques pourraient tirer de l'ADN présent sur les parois d'autres grottes. Il espère que cela permettra, à terme, d'en savoir plus sur les peuples préhistoriques qui ont occupé ces grottes et réalisé ces œuvres d'art, en particulier dans les lieux où la question de savoir s'ils étaient occupés par des Homo sapiens ou des hommes de Néandertal fait l'objet d'un vif débat. 

D'autres se montrent prudemment optimistes face à cette découverte. 

« Cette étude novatrice repousse les limites de la paléogénétique en démontrant que l'ADN humain ancien peut persister sur les parois des grottes pendant des milliers d'années », explique Enrico Cappellini, paléogénéticien à l'université de Copenhague au Danemark (UCPH). « Nous devons toutefois rester prudents car de l'ADN humain ancien authentique n'a pu être récupéré avec succès que sur quelques-unes des peintures rupestres prélevées sur l'ensemble des sites ».

Enrico Cappellini souligne également que plusieurs échantillons ont révélé la présence de mélanges d'ADN humain et animal, ce qui indique que des processus naturels tels que la contamination des sédiments et les mouvements de l'eau peuvent facilement fausser les résultats. 

Pere Gelabert note qu'un autre inconvénient réside dans le fait que le processus de prélèvement est toujours destructeur et nécessite une grande prudence. C'est un élément que les chercheurs gardent à l'esprit alors qu'ils s'efforcent d'améliorer leurs chances de succès. 

Parallèlement, l'équipe tente d'identifier les grottes les plus propices au prélèvement d'échantillons. Genevieve von Petzinger s'est récemment aventurée dans plusieurs grottes situées dans le sud de l'Espagne afin de tenter d'extraire de l'ADN humain ancien à partir d'art rupestre à l'aide de ces techniques. 

« Maintenant que nous savons qu'il est possible d'extraire de l'ADN directement depuis une paroi ou à partir de pigments de peinture, » indique Genevieve von Petzinger, « nous n'avons pas seulement besoin de plus d'échantillons ; nous devons également former davantage de personnes à cette technique ».