Les fossiles datant d'il y a 2,1 millions à 300 000 ans en Asie de l'Est sont des matériaux essentiels pour reconstruire l'histoire évolutive de l'Homo erectus en Asie de l'Est. Cependant, leur âge avancé et les méthodes traditionnelles d’échantillonnage destructif ont sévèrement restreint la recherche moléculaire sur ces précieux échantillons, laissant longtemps sans réponse une série de questions scientifiques clés sur l’évolution humaine.

Récemment, l'Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés de l'Académie chinoise des sciences a obtenu pour la première fois avec succès des données sur les protéines endogènes de l'émail avec des informations phylogénétiques provenant de six fossiles de dents d'Homo erectus du Pléistocène moyen datant d'environ 400 000 ans provenant de trois sites de Zhoukoudian, Pékin, Hexian, Anhui et Sunjiadong, Henan, sans détruire la forme complète des fossiles. C'est la première fois au monde que des informations moléculaires présentant les caractéristiques d'identification de l'Homo erectus sont obtenues, remodelant le réseau d'interaction d'anciens groupes humains en Asie de l'Est au cours du Pléistocène moyen.

Afin de ne pas détruire la forme complète du fossile, l'équipe de recherche scientifique a exploré et proposé de manière innovante un plan d'évaluation et d'échantillonnage quasi « non destructif ». Premièrement, les chercheurs ont utilisé la spectrométrie de masse à temps de vol par désorption et ionisation laser assistée par matrice pour examiner la préservation d’anciennes protéines dans l’émail des dents humaines anciennes.

Sur cette base, l’équipe a appliqué pour la première fois la technologie d’échantillonnage à dommage minime par gravure à l’acide aux fossiles d’Homo erectus du Pléistocène moyen. Cette technologie ne consomme qu’une petite surface d’émail de surface et obtient efficacement des protéines endogènes sans affecter fondamentalement la morphologie des fossiles.

C'est précisément grâce à cette avancée clé que les chercheurs scientifiques ont pu étudier pour la première fois au niveau moléculaire les fossiles d'Homo erectus d'Asie de l'Est de Zhoukoudian, Hexian, Sunjiadong et d'autres endroits.

Les chercheurs ont réussi à identifier 6 à 11 protéines endogènes liées à l’émail, dont 650 à 3 457 segments peptidiques, et la séquence consensus construite couvrait 269 à 903 sites d’acides aminés.

C'est la première fois au monde que des données sur les protéines endogènes de l'émail avec des informations phylogénétiques caractéristiques sont obtenues à partir de fossiles d'Homo erectus, et il s'agit également du plus ancien protéome humain ancien d'Asie de l'Est à ce jour. L’étude a repoussé la limite temporelle de l’ancien protéome humain d’Asie de l’Est d’il y a environ 160 000 ans à au moins 400 000 ans.

Les Homo erectus en Chine appartiennent-ils à la même branche évolutive, ou représentent-ils de multiples origines différentes ou des groupes relativement isolés ? L’hétérogénéité de la forme physique des fossiles d’Homo erectus du Pléistocène moyen en Asie de l’Est a déclenché un débat à long terme parmi les scientifiques.

Les données sur les protéines de l'émail ont apporté une réponse décisive. L'étude a découvert une nouvelle mutation décisive : un polymorphisme d'un seul acide aminé dans l'améloblastine AMBN A253G. La mutation a été identifiée dans les six échantillons d'Homo erectus et n'a été trouvée chez aucun autre primate archaïque, moderne ou autre vivant ou fossile publié.

L'étude a construit un ensemble de données de comparaison de protéines endogènes comprenant six Homo erectus d'Asie de l'Est et un individu de Harbin. Les résultats ont montré que les six Homo erectus d’Asie de l’Est étaient clairement regroupés en une seule branche et étaient clairement séparés des Dénisoviens, des Néandertaliens et des humains modernes.

Cette découverte fournit pour la première fois des preuves moléculaires directes confirmant que l'Homo erectus des trois sites ci-dessus en Chine appartiennent à un groupe évolutif indépendant, résout la controverse de longue date concernant la classification interne de l'Homo erectus en Asie de l'Est et comble le vide dans la compréhension des caractéristiques génétiques de l'Homo erectus.

Dans les six échantillons d'Homo erectus du Pléistocène moyen d'Asie de l'Est, l'équipe de recherche a également identifié une autre mutation clé commune, AMBN M273V, et a effectué un traçage inverse de sa région d'ADN codante correspondante et a mené une analyse détaillée, révélant que certains gènes du génome de Denisovan ont pénétré dans les humains modernes et que leur origine peut être retracée aux populations liées au Pléistocène moyen de Zhoukoudian, Hexian et Sunjiadong.

Sur la base des études ci-dessus, les chercheurs scientifiques ont dressé un tableau inconnu de l'évolution humaine : l'Homo erectus en Asie de l'Est, représenté par Zhoukoudian il y a 400 000 ans, n'est pas seulement un groupe évolutif unique, mais aussi l'une des sources de gènes anciens dans le pool génétique humain moderne.

Cette étude est la première à transformer Homo erectus d'une entité cognitive morphologique en une entité évolutive avec des contributions génétiques claires ; au niveau moléculaire, il a découvert des liens génétiques profonds entre l'Homo erectus d'Asie de l'Est lié à Zhoukoudian, Hexian et Sunjiadong, les Dénisoviens et certaines populations humaines modernes d'aujourd'hui, fournissant des preuves importantes pour comprendre la complexité de l'évolution humaine ancienne et le réseau d'échange de gènes au sein du genre Homo.

Le système de méthodes innovant, allant de l'échantillonnage à l'analyse des données, utilisé dans l'étude a transformé la paléoprotéomique d'un outil axé sur l'identification des lignées en une méthode de recherche de base capable de déduire et de vérifier de manière indépendante des hypothèses évolutives. Il a établi un paradigme de recherche de référence pour l’exploration des groupes humains plus anciens, faisant de la paléoprotéomique un moyen important pour déchiffrer l’histoire de l’évolution humaine.

Les résultats de recherche pertinents ont été publiés dans Nature (Nature)supérieur.

Lien papier


Pour la première fois, des scientifiques ont extrait des informations génétiques sur les caractéristiques de la lignée de fossiles d'Homo erectus.


La situation géographique du site Homo erectus au Pléistocène moyen de Chine et les exemples d'informations de cette étude