En arrière dans le temps, en suivant l'ADN

2011/10/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Au Moyen-Orient sont apparus les premiers paysans et avec eux a commencé l'ère néolithique. "Cependant, l'expansion était assez lente. Et il y a un débat assez grand entre les scientifiques. Il n'est pas clair que la culture et la technologie créée ont été diffusées ou transportées par l'homme d'un côté à l'autre », explique Marian Martínez de Pancorbo, directrice de la Banque d'ADN de l'UPV.

Ce débat a son origine dans les études menées sur les gisements néolithiques. En fait, les scientifiques ont découvert des preuves en faveur d'une idée ou d'une autre du type d'ADN qu'ils étudient sur les traces humaines. Pour analyser les déplacements des populations, ils observent deux parties de l'ADN total: l'ADN mitochondrial d'un côté et le chromosome Et de l'autre. Ainsi, ils peuvent distinguer les mouvements des femmes et des hommes dans des individus d'une certaine population ou gisement: les mitochondries nous ne les recevons que de la mère et du chromosome Y passe de parents en enfants.

Or, dans les gisements de l'ère néolithique de l'ouest de l'Europe, en analysant l'ADN des mitochondries, on a observé que les populations étaient depuis l'époque du Paléolithique, sans migrations. Quant au chromosome Y, les chercheurs sont arrivés à la conclusion contraire : ils ressemblent plus au chromosome Y des populations orientales qu'aux populations européennes. Cela suggère, par conséquent, qu'ils se sont dirigés vers l'ouest, et qu'ils ont emmené avec eux la culture agricole et d'élevage.

Un groupe de chercheurs du Centre National de Recherches Scientifiques, de l'Université de Strasbourg et de l'École Supérieure d'Études de Sciences Sociales de la ville française, a étudié une nécropole de 5000 ans (Néolithique) découverte dans la grotte de Treilles de Tolosa. Des échantillons d'ADN de 29 individus ont pu être obtenus. 22 ils étaient des hommes. Par conséquent, la plupart des individus ont étudié des lignées maternelles et paternelles. Et ils virent qu'ils venaient de différentes origines: la lignée de leur mère était européenne et celle de leur père de l'Est.

Dès lors, l'idée proposée par d'autres chercheurs a été reprise : les paysans se sont déplacés à l'Est et, arrivés en Europe, ils ont rencontré les femmes locales.

Comparaisons avec les populations actuelles

Marian Martínez de Pancorbo, directrice de la Banque d'ADN de l'UPV. La Banque d'ADN a plusieurs études des anciennes populations de la CAPV. Entre autres, on analyse les populations trouvées dans les sites archéologiques, ainsi que les anciens basques mu. Marian Martínez de Pancorbo

Pour clarifier l'origine ou non d'une population ancienne déterminée, comparez l'ADN de ses mitochondries et chromosomes Y aux populations actuelles. Ainsi, on n'obtient pas un registre de recul continu dans le temps, c'est-à-dire on ne sait pas d'où sont allés les populations pas à pas, mais « on peut savoir assez précisément où elles ont leur origine », explique Martínez de Pancorbo.

Les résultats obtenus sont « utiles, car le temps écoulé depuis l'époque où ces êtres humains vivaient jusqu'à présent n'est pas si grand. C'est une période de huit à dix mille ans. Le temps nécessaire pour des changements génétiques est relativement court », explique Martínez de Pancorbo.

Ainsi, dans le monde se distinguent 27 variantes ou groupes haplotales d'ADN mitochondrial (chaque groupe est divisé en d'autres sous-groupes) et 21 variantes du chromosome Y. Dans les populations actuelles, on peut voir où on est géographiquement, où prédominent des variantes d'un groupe ou d'un autre. En Europe occidentale, par exemple, le haplotalde H domine l'ADN mitochondrial et le haplotaldea R1b sur le chromosome Y. Ils prédominent parce qu'ils proviennent d'êtres humains qui y ont été depuis longtemps. Ainsi, trouver des indices qui n'appartiennent pas à ce groupe indique qu'ils sont individuels d'ailleurs », a expliqué Martínez de Pancorbo.

Sans revenir à la fois dans le temps, XIX. La Banque d’ADN analyse les Basques qui ont émigré en Amérique depuis la fin du XXe siècle jusqu’aux années 70: "Avec si peu de temps, nous avons vu que l'ADN des plus grands est exactement comme celui des Basques d'ici. Et quand il y a eu des confusions, il est très agréable de voir que l'ADN suggère la même chose que ce qui est suggéré dans le mélange de noms de famille: ils ont largement rejoint les hispaniques et aussi les caucasiens".

Au moment de réaliser des études dans les populations actuelles, « nous savons ce qui s'est passé historiquement et, à travers les études d'ADN, nous réaffirmons ce que raconte l'histoire. Cela nous donne la sécurité quand nous voyageons un peu plus dans le temps, car il est licite de penser que ce que nous voyons est arrivé », dit Martínez de Pancorbo.

ADN mitochondrial séquencé; chromosome Y, non

Les techniques d'analyse de l'ADN ont beaucoup avancé, mais "cependant, l'étude de l'ADN des anciennes traces est très coûteuse. Il n'est pas comparable aux études effectuées avec l'ADN actuel. Malgré les travaux préparatoires, l'étude de l'ADN d'un seul échantillon ancien et l'analyse de l'ADN de 50 personnes d'aujourd'hui », explique Martínez de Pancorbo. En fait, l'ancien ADN est dégradé, fragmenté, donc au lieu d'avoir la zone à étudier dans un seul fragment d'ADN, il est divisé en parties.

Grâce à l'agriculture, La Caixa a une exposition sur l'époque où l'homme a cessé d'être nomade pour devenir sédentaire. Dans l'image, représentation d'une des maisons humaines de l'époque. Ed. © Fondation La Caixa

« Et cela en ce qui concerne l'étude, a continué Martínez de Pancorbok-. Cependant, les personnes travaillant avec l'ancien ADN consacrent entre 40-60% du temps de travail à la préparation d'échantillons, le nettoyage des échantillons, la décontamination des laboratoires, etc. Les précautions doivent être extrêmes pour éviter de contaminer l'échantillon avec l'ADN extérieur : pour ouvrir la porte du laboratoire, des gants vont, une fois introduits d'autres sont mis et en cas de contact ils changent de nouveau... Il est possible que dans une session chaque chercheur utilise 100 gants".

Cependant, quand ils vont analyser les mouvements des individus et des populations, ils font différentes les études de l'ADN mitochondrial et du chromosome Y : ils séquencent le mitochondrial, et au lieu de séquencer le chromosome Y, ils le comparent directement aux comparaisons entre échantillons et recherchent des paires de bases différentes des haplotales. En définitive, « les séquences étudiées sont différentes – explique Martinez de Pancorbok-– : le chromosome Y fait partie de l'ADN du noyau et change beaucoup moins (il est généralement plus protégé) que la partie de l'ADN des mitochondries étudiée. En fait, dans l'ADN mitochondrial est étudié une zone qui ne séquence protéines. L'ADN mitochondrial est une molécule circulaire qui doit s'ouvrir pour doubler. Car on analyse les cordes de ce champ qui s'ouvre. Et bien sûr, dans cette région, le degré de protection contre les mutations est moindre et la variabilité est donc plus grande ». C'est pourquoi il est nécessaire de séquencer l'ADN des mitochondries et de comparer les séquences.

En ce moment, ces études génétiques sont utilisées pour les classer en groupes de haplots définis. Maintenant, cependant, ils essaient de déterminer quelles différences produisent ces variations, si elles apportent ou non des avantages évolutionnaires. "Nous n'avons pas encore de résultats, mais c'est un sujet que nous traitons dans notre groupe. Il peut arriver, par exemple, que les mitochondries qui règnent dans le nord, en raison de leurs variantes d'ADN, produisent plus de chaleur [les cellules sont alimentées en énergie]. Les personnes avec ces variations seraient plus adaptées que d'autres aux conditions du Nord, et par conséquent elles prévaudraient».

Datation aussi importante que l'identification des groupes de haplots

Bien que n'ayant pas de relation directe avec les études génétiques, Martinez de Pancorbo a souligné une question très importante : la datation. "Nous croyons que l'analyse de l'ADN ne sert à rien si vous ne connaissez pas l'époque où elle se trouve."

En définitive, des chercheurs de disciplines aussi diverses que paléontologistes, géologues, botanistes et climatologues participent aux études des anciens gisements. Et « tous les résultats doivent coïncider - dit Martinez de Pancorbok--. Ainsi, si les traces sont d'une époque donnée, si les outils et fournitures trouvés dans le gisement coïncident avec cette date, pollen, graines, etc. Ils sont de la même époque, et si le groupe haplot identifié appartient à celui que l'on croyait alors en ce lieu, les conclusions que vous tirez sont beaucoup plus arrondies et vous avez certainement fait le travail correctement".

Les Européens occidentaux, une seule origine

« Dans ma thèse, explique Marian Martínez de Pancorbo, directrice de la Banque d'ADN de l'UPV-EHU, il a voulu analyser si les Basques sont différents de ceux des autres Européens, pour leur longue isolation. À cette époque, aucune étude d'ADN n'était faite, et j'ai étudié les protéines. Ni avec des Européens ni avec d'autres, comme les Français, les Allemands ou les Anglais, je ne découvris de différences ». Plus tard, quand ils ont commencé les études d'ADN, ils ont vu un autre tellement.

Après dix ans de discussion sur la raison de ne pas avoir de différences, les experts ont convenu que le dernier Maxime glaciaire était le causant. Outre les études génétiques, les climatologues, les géologues et les chercheurs d'autres disciplines coïncident. C’est ce qu’explique Martínez de Pancorbo: « Pendant le dernier Maxime glaciaire, la glace a couvert l'Europe du Nord, ce qui a conduit les animaux, y compris les humains, à se déplacer vers le sud. Les îles qui sont maintenant le Royaume-Uni et l'Irlande ont rejoint le continent par la descente du niveau de l'eau océanique, qui s'est accumulée sous forme de glace, ce qui a permis également de déplacer ses habitants ».

Image du point d'arrivée de la glace dans l'hémisphère nord pendant le dernier Maxime glaciaire. Ed. Owje.com

Elle a été construite par des habitants de toute l'Europe au sud et, explique Martínez de Pancorbo, « se sont concentrés dans trois refuges : l'un situé entre l'actuel sud de la France et le nord de la péninsule ibérique (refuge franco-cantabrique), l'autre dans le sud de l'Italie et l'autre dans les Balkans. Et dans ces refuges il a fallu environ 10.000 ans. Nous pouvons donc reculer dans le temps jusqu'à cette époque. Nous ne savons pas ce qui s'est passé avant".

Quand les glaciers ont reculé, les groupes humains sont partis des trois refuges vers le nord et, semble-t-il, « ceux qui ont vécu dans le refuge franco-cantabrique ont recueilli l'ouest de l'Europe. Ceux des autres refuges se sont répandus dans d'autres zones », explique Martínez de Pancorbo.