Découvrez l'incroyable histoire évolutive du berceau de la génomique humaine !

Introduction

La recherche sur les origines de l'humanité est un domaine en constante évolution, alimenté par les avancées de la génétique et de l'archéologie. Longtemps, l'idée d'un berceau unique de l'humanité, localisé dans une région spécifique d'Afrique, a prédominé. Cependant, des études récentes remettent en question cette vision simpliste, soulignant l'importance de considérer la dynamique complexe des interactions et des flux génétiques entre les populations humaines anciennes dispersées sur le continent africain et au-delà. Cet article explore les arguments en faveur d'une perspective plus nuancée, mettant en lumière les découvertes récentes et les défis méthodologiques associés à la reconstitution de notre passé évolutif.

La Théorie du Berceau Unique Contestée

L'article publié dans Nature Ecology & Evolution en 2019 a remis en cause l'idée d'un berceau de l'humanité localisé dans une région particulière. Les chercheurs soutiennent que notre passé évolutif doit être compris comme le résultat de changements dynamiques dans la connectivité, ou les flux de gènes, entre des populations humaines anciennes dispersées sur l’ensemble du continent africain. Ils notent que considérer les populations humaines passées comme une succession de branches discrètes sur un arbre évolutif sans considérer cette dynamique de connectivité peut être trompeur.

L'Apport de la Paléogénomique

La paléogénomique, discipline combinant les techniques de séquençage de l'ADN et l'analyse des restes biologiques anciens, a révolutionné notre compréhension de l'histoire humaine. Elle permet de :

Identifier l'origine géographique des populations en analysant les mutations génétiques accumulées au fil du temps.
Dater le croisement de populations en identifiant leur ancêtre commun par la comparaison du degré de différences entre génomes. Celles-ci s’accumulent de génération en génération à un taux faible mais relativement constant de mutations génétiques aléatoires et insignifiantes, constituant ainsi la signature unique d’une population donnée : plus longtemps ses individus ont vécu sans croisement avec les individus d’une autre population, moindre sera la fréquence de mutations que les deux populations partagent.
Évaluer l'étendue du croisement entre populations.
Déduire les conditions sociales du mélange des populations en comparant la densité de différences transmises par les lignées paternelles (sur le chromosome Y) et maternelles (sur l’ADN mitochondrial).

Les Croisements entre Espèces Humaines

Les résultats de la paléogénomique sont saisissants, à commencer par la rencontre entre l’Homme de Neandertal, une espèce éteinte du genre Homo qui a vécu jusqu’à environ 30 000 ans avant notre ère, et Homo sapiens, les humains modernes. Le fait que les deux espèces, dont les trajectoires d’évolution se séparent il y a environ 660 000 ans, étaient contemporains, potentiellement en interaction directe, a été établi par les fouilles archéologiques. Mais c’est aux paléogénéticiens qu’on doit la preuve de leur croisement. Il a eu lieu une première fois, au Proche Orient, il y a environ 130 à 100 000 ans, lors d’une vague de migration du continent africain de l’humain moderne, restée sans descendance directe aujourd’hui. La faible teneur de cet héritage génétique, dilué progressivement, allant jusqu’à 2,1 % du génome humain contemporain, porte les signes du destin des néandertaliens. Ils subirent en Europe, outre des conditions climatiques défavorables, la pression démographique d’une population migratoire - celle des Homo sapiens - plus nombreuse et apparemment, la faible fertilité des hybrides issus de leurs croisements.

Le Peuplement de la Planète par Homo Sapiens

Dans une deuxième et foisonnante partie du livre, Reich suit les traces du peuplement massif de la planète par l’humain moderne, continent par continent, depuis environ cinquante millénaires. Le résultat reste le même : les mélanges et transformations successifs de populations. Ainsi, en Europe se succèdent, pendant trente à trente-cinq mille ans, plusieurs vagues de chasseurs-cueilleurs qui, l’une après l’autre, déplacent et poussent à l’extinction leurs prédécesseurs avant de subir le même sort à l’arrivée, il y a moins de dix millénaires, de populations agricoles d’Anatolie, le territoire asiatique de la Turquie actuelle. Avec ces dernières émergent sur le continent des groupements sédentaires, plus denses et socialement stratifiés. La tentation est grande d’y voir les ancêtres des anciennes civilisations européennes, tant il est difficile, vu leur relative domination démographique et leur niveau de développement durant quatre millénaires, d’imaginer leur disparition. Ce sont les suites d’une grande migration de pastoralistes, dits de la culture Yamna, qui auraient évolué sur les steppes entre les mers Noire et caspienne et sont eux-mêmes issus du mélange de chasseurs-cueilleurs de l’Est européen et de populations d’origines iranienne et arménienne. Forts de leurs connaissances de l’art équestre, de la métallurgie et de l’usage de la roue, ils changent profondément et durablement le paysage social européen.

Au sud-est, le déplacement des pastoralistes bouscule également la péninsule indienne. Les populations agricoles, issues du mélange, quatre millénaires plus tôt, de chasseurs-cueilleurs locaux avec des migrants des terres iraniennes, et dont était probablement issue la civilisation de la vallée de l’Indus, subissent ainsi la pression des migrants des steppes du nord-ouest. En résulte, entre -2000 et -1500 - temps de déclin de la civilisation harappéenne et de la composition des premiers textes hindous, Rig-Veda - le mélange de ces deux grandes populations. Ces traces, plus importantes, en moyenne, chez ceux qui parlent des langues d’origine indo-européenne et parmi les groupes de statut socio-économique supérieur (en premier lieu, les Brahmanes), semblent se transmettre davantage sur la lignée paternelle.

Ces bouleversements démographiques, qui eurent lieu il y a environ cinq mille ans, sur le continent européen et la péninsule indienne, s’accompagnent d’une remarquable asymétrie sexuelle des mélanges de population. L’avènement des sociétés sédentaires et stratifiées correspond, on le sait, à la concentration du pouvoir entre les mains, ici et là, de quelques hommes forts qui en bénéficient pour transmettre leur prestige social à leurs descendants (mâles). S’il est peu surprenant de trouver des traces génétiques de cette évolution, Reich réussit à en chiffrer l’impact et à en dater le début à l’aube de l’Âge du bronze. Le résultat est marquant. À la suite de l’avancée massive des pastoralistes de leurs terres d’origine au nord du Caucase vers l’Europe et la péninsule indienne, un nombre très restreint d’hommes portant des traces génétiques identifiables à la culture Yamna se montrent extraordinairement efficaces dans la transmission de leurs gènes que l’on mesure par la diffusion disproportionnée de leur signature sur les chromosomes Y dans les populations locales. C’est le début d’un modèle de domination sexuelle du conquérant sans cesse répété.

Les Limites de l'Analyse Génétique

L’ambition du paléogénéticien américain se heurte à quelques freins importants qui transparaissent dans les chapitres sur l’Asie et l’Océanie, sur les Amériques et sur l’Afrique. Il y a d’abord les freins institutionnels de régulation de l’accès aux fouilles. L’interdiction par les autorités chinoises et japonaises d’exporter du matériel biologique du territoire national limite sensiblement le propos de Reich. L’analyse la plus marquante (dont on saisit davantage la portée scientifique et politique à partir d’un récent article d’investigation du New York Times (Lewis-Kraus 2019)) concerne la découverte du rôle précurseur des migrants du continent asiatique dans le peuplement et la diffusion de la civilisation Lapita sur les îles du Pacifique. La difficulté d’accès aux fouilles se pose également, en termes légaux mais aussi déontologiques, pour les populations amérindiennes, soucieuses de maîtriser leur récit ancestral.

Limités dans leur exercice, les paléogénéticiens parviennent néanmoins à établir quelques conclusions fortes. L’une, bien connue des linguistes et des archéologues, porte sur le peuplement des Amériques, il y a treize mille ans. Celui-ci, contrairement à l’Eurasie, s’est fait rapidement, en l’espace d’un millénaire, établissant une population ancestrale dont les ramifications postérieures et locales ont produit la diversité culturelle et linguistique observable encore aujourd’hui. L’autre, plus controversée, concerne les traces génétiques localisées dans quelques tribus amazoniennes d’un peuplement plus ancien de migrants venus de l’Asie du sud-est établissant ainsi un lien de parenté avec les populations océaniennes.

Les mystères du peuplement du continent africain ne se dissipent que très partiellement sous le traitement de l’ADN ancien. Le climat continental détériore les traces génétiques et les forts mélanges de populations très anciennes auxquelles se superposent des mélanges postérieurs tout aussi importants rendent le décryptage difficile. Sur les trois ou quatre derniers millénaires le récit de Reich s’amincit. Face aux connaissances sur cette longue période richement documentée, la force de frappe de la paléogénétique reste limitée. Elle l’est aussi du fait de l’explosion démographique et, par extension, du haut niveau de mélanges génétiques pour lesquels les échantillons et les techniques sont aujourd’hui défaillants, sûrement pas pour longtemps.

L'Importance de l'Interdisciplinarité

Or le savoir produit par ces disciplines reste essentiel à l’interprétation des indicateurs génétiques qui, autrement, risquent de gommer les différences des populations aux contours linguistiques, culturels et sociaux flous. Si Reich semble conscient des limites explicatives d’une approche portée essentiellement par les avancées technologiques de l’analyse génétique, il n’est pas moins convaincu du poids de ce travail.

La Découverte du Crâne de Mota

A l'origine de cette découverte, le crâne d'un homme enterré dans la caverne de Mota, dans les montagnes d'Ethiopie. Et c'est parce que ce site est froid et sec que l'ADN de cet homme a été préservé pendant plus de 4.000 ans. Son génome est donc le plus ancien jamais séquencé. Et si les chercheurs savaient qu'un mouvement migratoire avait eu lieu il y a trois millénaires depuis l'Eurasie occidentale vers l'Afrique, ils se sont aperçus que ce mouvement était beaucoup plus important et soudain qu'ils ne le pensaient puisqu'il a affecté le patrimoine génétique de populations sur l'ensemble du continent africain. "Cette vague migratoire d'Eurasiens occidentaux vers la Corne de l'Afrique a pu représenter jusqu'à 30% de la population indigène, ce qui est pour moi époustouflant" a déclaré Andrea Manica, une chercheuse de l'université de Cambridge au Royaume-Uni, qui est le principal auteur de cette étude publiée par Science.

La Théorie de Makgadikgadi au Botswana

Une étude récemment parue dans la revue Nature affirme que l'homme anatomiquement moderne aurait émergé il y a quelque 200.000 ans dans une vaste zone humide nommée Makgadikgadi. Une région aujourd'hui asséchée située au sud-est du delta de l'Okavango au Botswana. "Il est clairement apparu depuis quelques temps que les hommes anatomiquement modernes sont apparus en Afrique il y a environ 200.000 ans", a expliqué le professeur Vanessa Hayes du Garvan Institute of Medical Research et principale auteure de l'étude.

Pour tenter d'élucider le mystère, la généticienne et ses collègues se sont intéressés à l'ADN de 1.200 personnes vivant aujourd'hui dans le sud de l'Afrique. Plus précisément, à l'ADN dit mitochondrial qui a la particularité d'être transmis par la mère. A partir des échantillons génétiques et en considérant la distribution des sous-lignées, l'équipe pense ainsi être parvenue à reconstituer l'arbre généalogique de ce qu'elle nomme Homo sapiens sapiens et à découvrir où et quand les deux grandes lignées sont apparues.

Leurs conclusions indiquent que la plus ancienne lignée remonterait à 200.000 ans et que le berceau de l'homme anatomiquement moderne se trouverait donc au sud du bassin du Zambèze, au Botswana, dans la région appelée Makgadikgadi. Aujourd'hui, celle-ci n'a rien d'une zone humide, elle abrite même un vaste désert de sel mais ça n'a pas toujours été le cas. Pendant 70.000 ans, Homo sapiens sapiens serait ainsi resté confiné dans cette région du sud de l'Afrique, d'après l'équipe du Pr Hayes. Jusqu'à ce que des changements affectant le climat et notamment les précipitations n'ouvrent de nouveaux couloirs de végétation, déclenchant des migrations de population il y a 130.000 et 110.000 ans.

Les Controverses Autour de la Théorie de Makgadikgadi

Si le scénario peut sembler convaincant, il est loin de séduire la communauté scientifique qui pointe notamment du doigt la méthode utilisée. De nombreux spécialistes ont dénoncé l'absence d'analyses de fossiles et ont affirmé que l'ADN mitochondrial, qui ne représente qu'une petite partie du génome, est largement insuffisant pour retracer l'histoire lointaine d'une population. D'autres scientifiques ont également souligné le fait que ces recherches semblent ignorer que notre espèce, Homo sapiens, semble être apparue il y a bien plus de 200.000 ans. Le plus vieux fossile connu à ce jour sont des restes humains découverts en 2017 au Maroc et datés d'environ 280.000 ans.

La Théorie Multirégionale Africaine

En septembre dernier, Eleanor Scerri et son équipe ont d'ailleurs publié une étude mettant en lumière une théorie qui gagne du terrain face aux récentes découvertes : les hommes modernes auraient bien émergé en Afrique mais pas à un endroit particulier. Ils seraient le fruit d'un réseau interconnecté de populations réparties à travers le continent.

L'Analyse des Génomes Anciens du Sahara Vert

Les corps ont été datés à plus de 7 000 ans, correspondant à la période dite humide africaine (Sahara vert). Les analyses génomiques révèlent que les origines des individus de Takarkori viennent principalement d’une lignée nord-africaine qui a divergé des populations d’Afrique subsaharienne à peu près à la même époque que les lignées humaines modernes qui se sont sorties du continent africain il y a environ 50 000 ans.

L’étude démontre également l’ascendance néandertalienne, indiquant que les Homo sapiens de Takarkori ont, - dix fois moins d’ADN néandertalienne que les individus hors d’Afrique,- mais plus que les Africains subsahariens contemporains.

La propagation de l’élevage transhumant dans le Sahara vert s’est probablement faite par le biais d’échanges culturels.

La Théorie "Out of Eurasia"

L'an passé, le professeur de génétique suédois Ulfur Arnason avait jeté un pavé dans la mare en publiant une étude dans la revue « Gene ». Ses travaux ont porté sur l'analyse génomique des populations d'hominidés qui peuplaient la région à cheval entre l'Europe et l'Asie, et, selon ses conclusions, les mélanges génétiques entre Homo sapiens, Néandertal et Denisova ne peuvent pas s'expliquer avec le peu de temps de vie en commun que suggère le modèle « Out of Africa ».

Partant d'Eurasie, Homo sapiens aurait colonisé l'Afrique, l'Europe et l'Asie en plusieurs groupes distincts, expliquant les mélanges génétiques marqués de l'homme moderne avec ses cousins d'une région à l'autre du globe.

L’importance de la génétique des populations

La génétique des populations permet, en effet, d’étudier de près les liens entre culture et nature. D’ailleurs, de récents travaux des chercheurs de l’unité Génétique évolutive humaine de l’Institut Pasteur ont remis en cause le dogme établi qui affirmait que l’apparition de l’agriculture avait permis une forte expansion démographique.

En comparant différentes populations d’Afrique centrale, les chercheurs ont observé que le changement d’habitat (de la forêt vers des milieux plus ruraux voire urbains) avait modifié l’épigénome, surtout des fonctions affectant le système immunitaire.

Le paludisme est d’ailleurs un exemple particulièrement intéressant en ce qui concerne l’influence de la sélection naturelle sur le génome, ainsi que la façon dont le mode de vie et de de subsistance ont une influence sur notre histoire démographique, et surtout notre susceptibilité à certaines maladies.

Le Berceau Génétique des Premiers Américains

Une petite région montagneuse du sud de la Sibérie serait le berceau génétique des premiers habitants du continent nord-américain, selon une équipe américano-russe d'anthropologues.

Cette région, appelée Altaï et située au croisement de la Russie, de la Mongolie, de la Chine et du Kazakhstan, "est un lieu clé marqué par le va-et-vient de nombreuses peuplades depuis plusieurs milliers d'années", explique Theodore Schurr.

Certaines de ces peuplades seraient les ancêtres des tout premiers Américains et seraient arrivées il y a 20.000 ou 25.000 ans de l'Altaï, qui fait aujourd'hui partie de la Fédération de Russie.

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Le Berceau de la Génomique Humaine : Une Perspective Évolutive Complexe