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BE Suède 21  >>  7/03/2011

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Biologie
Lignée humaine : le métissage entre Homo sapiens et espèces plus archaïques n'est pas la seule explication aux données génétiques

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66066.htm

Y a-t-il eu métissage entre Homo Sapiens et les populations d'Homo archaïques qu'il a remplacées en Europe (l'homme de Néanderthal) et en Asie (Homo Erectus, l'homme de Denisova) ? Pas forcément, répondent deux bio-informaticiens, l'un du CNRS [1] et l'autre de l'Université d'Uppsala (Suède), basé au tout nouveau Science Life Laboratory . Leurs simulations numériques montrent que d'autres événements démographiques pourraient rendre compte de la diversité génétique de notre espèce. Ce travail est publié dans la revue Molecular Biology and Evolution du mois de février 2011.

Depuis que l'on sait séquencer l'ADN, généticiens et bio-informaticiens s'intéressent de plus en plus aux origines de l'homme. Ils ont montré que l'"Eve mitochondriale" (la femme qui portait le dernier ancêtre commun des mitochondries [2] présentes dans la population actuelle) vivait il y a moins de 200.000 ans, de même que l' "Adam Y" (l'homme qui portait le dernier ancêtre commun des chromosomes Y actuels). Ensuite, ils ont voulu déterminer les âges des derniers ancêtres communs sur le chromosome X et les chromosomes non sexuels, mais jusqu'à présent, aucun consensus n'avait été atteint sur ce sujet. Certains parlaient d'1 à 1,5 million d'années tandis que d'autres pensaient qu'ils étaient contemporains de l'Eve mitochondriale et de l'Adam Y. L'idée prévalant était que, si les âges anciens des derniers ancêtres communs sur le chromosome X et les chromosomes non sexuels était confirmé, cela impliquait un métissage d'Homo Sapiens avec des hommes plus archaïques (repoussant le dernier ancêtre commun à l'époque où les populations archaïques se sont séparées).

Deux chercheurs, l'un au laboratoire "Techniques de l'ingénierie médicale et de la complexité - Informatique, Mathématiques et applications" de Grenoble [3] et l'autre à l'Université d'Uppsala, ont analysé une base publique de données d'ADN, pour calculer les âges des ancêtres communs sur le chromosome X et sur les chromosomes non sexuels. Ils ont trouvé respectivement 1 million et 1,5 million d'années, confirmant l'ancienneté de ces ancêtres.

Dès lors, ils ont voulu savoir si cela impliquait un métissage. Ils ont réalisé des simulations numériques du devenir du patrimoine génétique des populations humaines selon les deux scénarios classiques habituellement envisagés : dans le premier, après être apparu en Afrique, Homo Sapiens aurait ensuite remplacé les espèces archaïques qui vivaient sur les autres continents. Dans le second, il se serait métissé avec ces populations (en Europe avec l'homme de Neandertal, en Asie avec Homo Erectus, l'homme de Denisova...). Ces simulations aboutissent à un écart entre l'âge de l'Eve mitochondriale et celui de l'ancêtre commun des chromosomes non sexuels qui présente un rapport de 1 à 4. Or le rapport est en fait de 1 à 8. Ni l'un, ni l'autre des deux scénarios ne peut donc rendre compte, à eux seuls, des données de la génétique.

En revanche, deux hypothèses pourraient expliquer cet écart. Première hypothèse : avant la migration hors d'Afrique et depuis des centaines de milliers d'années, la population africaine a été morcelée en plusieurs groupes séparés par des barrières géographiques empêchant le brassage des gènes. Les ancêtres commun du chromosome X et les chromosomes non-sexuels dateraient alors d'avant l'isolement des différents groupes. Deuxième hypothèse : un "goulot d'étranglement démographique" a eu lieu il y a environ 150.000 ans, pendant l'avant-dernière glaciation. La rigueur du climat aurait alors provoqué une diminution de la taille de la population africaine. Les gènes présents sur les chromosomes non sexuels auraient franchi ce goulot d'étranglement, c'est-à-dire qu'ils auraient persisté dans la population après le goulot, contrairement aux gènes de l'ADN mitochondrial, qui eux, ne l'auraient pas passé [4].

En conclusion, ce travail montre que l'âge ancien des derniers ancêtres des chromosomes X et non-sexuels n'implique pas forcément un métissage de notre lignée, comme on le pensait jusqu'à présent. En effet, le scénario sans métissage peut également rendre compte, par le biais de l'une ou l'autre des hypothèses des chercheurs (fragmentation ancestrale ou goulot d'étranglement pendant l'avant-dernière glaciation) des résultats obtenus sur les âges des derniers ancêtres communs. A l'avenir, le séquençage de génomes entiers, en particulier celui de fossiles humains, permettra de tester ces hypothèses. Plus généralement, l'arrivée massive de génomes entiers va nous offrir une occasion sans précédent de mieux appréhender la paléogéographie humaine, et de mieux comprendre comment s'est façonnée la diversité génétique de notre espèce.

--

[1] du laboratoire Techniques de l'ingénierie médicale et de la complexité-Informatique, Mathématiques et applications de Grenoble (Université Joseph Fourrier/CNRS/Institut polytechnique de Grenoble/Ecole nationale vétérinaire de Lyon)

[2] les mitochondries sont de petits organites cellulaires qui participent à la respiration et qui ont la caractéristique de n'être transmis que par la mère. Les chercheurs ont commencé par là, car l'ADN mitochondrial est beaucoup plus petit et facile à extraire que l'ADN nucléaire.

[3] Université Joseph Fourrier/CNRS/Institut polytechnique de Grenoble/Ecole nationale vétérinaire de Lyon

[4] Ceci est du à la plus petite "taille efficace" de la population mitochondriale (seules les femmes transmettent les mitochondries et il n'y a qu'une seule copie de chaque gène dans chaque individu, alors que hommes et femmes transmettent leurs chromosomes non-sexuels et chaque individu a deux copies). La différence de taille efficace, de 1 à 4, entraîne directement une chance quatre fois moindre de passer le goulot.

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Pour en savoir plus, contacts :

- Pages personnelles de Mattias Jakobsson :
* http://redirectix.bulletins-electroniques.com/9kzyJ
* http://redirectix.bulletins-electroniques.com/zvHJw
- Site du centre EBC (Evolutionary Biology Center) d'Uppsala : http://www.ebc.uu.se
- Contacts :
* Chercheur CNRS - Michael Blum - T 04 56 52 00 65 - michael.blum@imag.fr
* Presse CNRS - Claire Le Poulennec - T 01 44 96 49 88 - claire.le-poulennec@cnrs-dir.fr
- Références : Deep Divergences of Human Gene Trees and Models of Human Origins, Michael GB Blum et Mattias Jakobsson, Molecular Biology and Evolution, numéro de Février 2011 (28[2] 889-898).

Code brève
ADIT :
66066

Source :

Communiqué de presse national du CNRS, Paris, le 27 janvier 2011 : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2090.htm

Rédacteur :

Communiqué de presse national du CNRS, Paris, le 27 janvier 2011 :
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2090.htm

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Origine :

BE Suède numéro 21 (7/03/2011) - Ambassade de France en Suède / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66066.htm
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