Héritage de l’âge de pierre de la surface d’un bijou vieux de 20 000 ans

Les objets en pierre, en os ou en dents fournissent des informations importantes sur le comportement, le mode de vie et la culture des personnes de l’âge de pierre. Jusqu’à présent, cependant, il a été difficile d’attribuer ces objets à des personnes spécifiques, car les sépultures et les objets funéraires étaient rares à cette époque. Les chercheurs ne peuvent tirer que des conclusions limitées sur la façon dont les gens vivaient à l’époque, par exemple sur la façon dont leur division du travail était organisée et leur structure sociale.

Afin de lier ces objets directement à des personnes spécifiques et ainsi mieux comprendre les sociétés de l’âge de pierre, une équipe de recherche internationale et interdisciplinaire dirigée par l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive de Leipzig a mis au point une nouvelle méthode non destructive d’isolement de l’ADN. os et dents. Bien que ceux-ci soient moins courants que les outils en pierre, les scientifiques se sont spécifiquement concentrés sur les artefacts squelettiques car ils sont plus poreux et donc plus susceptibles de lier le matériel génétique des cellules de la peau, de la sueur et d’autres fluides corporels.

Une nouvelle méthode d’extraction d’ADN

Avant que le travail ne puisse commencer sur des objets réels, l’équipe devait d’abord s’assurer que les artefacts de valeur ne seraient pas endommagés. »La structure de surface des objets d’art et utilitaires de l’âge de pierre fabriqués à partir d’os et de dents fournit des informations importantes sur leur fabrication et leur utilisation. Par conséquent, il était pour nous une priorité absolue de préserver ces objets dans leur intégralité, y compris les microstructures à leur surface », explique Marie Soressi, archéologue à l’Université de Leiden qui, avec Matthias Meyer, généticien à l’Institut Max Planck pour l’évolution Sciences Anthropologie, qui a dirigé le projet.

L’équipe a testé l’influence de différents produits chimiques sur la structure de surface des fragments archéologiques d’os et de dents et a développé une méthode non destructive à base de phosphate pour l’extraction d’ADN. “On pourrait dire que nous avons installé une machine à laver pour les artefacts anciens dans notre laboratoire de salle blanche”, explique l’auteur principal Elena Essel de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive, qui a développé la méthode. “Si nous lavons les artefacts à des températures allant jusqu’à 90 °C, nous pouvons extraire l’ADN de l’eau de lavage tandis que les artefacts restent complètement intacts.”

Premiers revers

L’équipe a d’abord appliqué la nouvelle méthode à une série de découvertes provenant de fouilles dans la grotte de Quinçay en France entre les années 1970 et 1990. Bien que dans certains cas, il ait été possible d’identifier la constitution génétique des animaux à partir desquels les os ou les dents ont été fabriqués, la grande majorité de l’ADN isolé provenait des personnes qui avaient touché les objets pendant ou après les fouilles. Cela a rendu difficile l’identification des génomes humains anciens.

Afin d’éviter le problème de la contamination par l’homme moderne, les chercheurs se sont maintenant concentrés sur les objets nouvellement fouillés. Équipés de gants et de masques faciaux, les excavateurs ont emballé leurs trouvailles, qui contenaient encore des sédiments, dans des sacs en plastique propres. Trois pendentifs de dents d’animaux de la grotte de Bacho Kiro en Bulgarie, où ont été trouvés les plus anciens humains modernes datés de manière sûre en Europe, ont montré beaucoup moins de contamination par l’ADN moderne ; néanmoins, aucun génome humain ancien n’a pu être détecté dans ces échantillons.

Un pendentif de la grotte Denisova

Les archéologues Maxim Kozlikin et Michael Shunkov, qui travaillent dans la célèbre grotte de Denisova en Russie, ont finalement fait la percée. À l’époque, ils n’avaient aucune idée de la nouvelle méthode d’analyse sur laquelle travaillaient les chercheurs de Leipzig, mais en 2019, ils ont déterré un pendentif fabriqué à partir d’une dent de cerf du Paléolithique supérieur, en prenant des précautions particulières. De cette découverte, les chercheurs de Leipzig ont isolé non seulement le génome de l’animal lui-même, un élan, mais aussi de grandes quantités d’ADN humain ancien. “La quantité d’ADN humain que nous avons pu extraire de la surface du pendentif était vraiment extraordinaire – presque comme si nous avions échantillonné une dent humaine”, explique Elena Essel.

Les chercheurs ont ensuite analysé l’ADN mitochondrial, la petite partie du génome qui se transmet exclusivement de la mère à l’enfant. Ils ont conclu que la majeure partie de ce génome provenait probablement d’un seul humain. En utilisant les génomes mitochondriaux de l’élan et de l’homme, ils ont pu estimer l’âge du pendentif entre 19 000 et 25 000 ans, éliminant ainsi la nécessité de sacrifier des parties du précieux matériau pour la datation au carbone 14.

Outre le génome mitochondrial, les chercheurs ont également reconstruit une partie importante du génome nucléaire de la personne à qui appartenait autrefois le pendentif. Sur la base du nombre de chromosomes X, ils ont déterminé que le pendentif avait été fabriqué, utilisé ou porté par une femme. Ils ont également découvert que cette femme était génétiquement étroitement liée aux soi-disant “Anciens Eurasiens du Nord” – des personnes qui vivaient dans les régions les plus orientales de la Sibérie à la même époque et dont les restes squelettiques avaient été analysés dans des études précédentes. “Les médecins légistes ne seront pas surpris que l’ADN humain puisse être isolé d’un objet qui a été beaucoup utilisé”, déclare Matthias Meyer, “mais il est étonnant que cela soit encore possible après 20 000 ans”.

L’équipe espère maintenant appliquer sa méthode à de nombreux autres objets osseux et dentaires de l’âge de pierre pour en savoir plus sur l’ascendance génétique et le sexe des personnes qui ont fabriqué, utilisé ou porté ces objets.