Les origines de l'humanités

TP 7 – Des découvertes surprenantes

Identifier et expliquer les différents arguments permettant d’étayer les 3 points (a, b, c) présentés dans l'article scientifique

Commençons par une petite fiche d’identité, nous sommes des Homo sapiens, une espèce qu’on estime être apparue il y a 200 000 ans. On possède un génome comptant pas moins de 3 milliards de paires de bases azotées et 20 000 gènes qui ne sont pas exclusifs à notre espèce puisque les primates en possèdent des équivalents. Mais la majorité de notre ADN est non-codant, 98,5%, ce qui veut dire qu’il ne permet pas la formation de protéines par l’assemblage d’acides aminés, ce qui ne veut pas dire qu'il n’est pas utile à la vie de la cellule. Aussi 65% de notre ADN n’a à ce jour pas de fonctions connues dans l'organisme.

Nous sommes les derniers de notre genre à encore être en vie. Et aussi petite précision, en biologie le nom genre est un rang dans la classification des êtres vivants, les plus petites boites sont des espèces et un genre regroupe plusieurs espèces ayant en commun plusieurs caractères similaires. Il existe d’autres taxons / niveaux comme la famille, l’ordre, la classe mais nous n’en avons pas besoin aujourd’hui. C’est avec son genre et une épithète en latin qu’on nomme chaque espèce.

a)        Le buisson de l’évolution hominine

On a longtemps cru que la lignée humaine n’était qu’une ligne droite avec les espèces qui s'enchaînent les unes après les autres pour aboutir à l’homme moderne. En réalité, l’évolution n’est pas une ligne droite mais un buisson foisonnant d’espèces et qui ont parfois cohabité temporellement. En effet l’Homo neandertalensis, l’Homo errectus, et l’Homo sapiens ont vécu en même temps plus de 150 000 ans.

Le logiciel Phylogène est un outil qui permet de comparer les différences entre individus dans l’ADN de leurs mitochondries. Cet ADN est différent de l’ADN nucléaire car il est circulaire et ne compte qu’environ 160 000 bases, donc 20 fois plus court que l’ADN nucléaire. Aussi, seule la mère transmet ses mitochondries aux descendants, il ne subit pas de recombinaison des gènes à chaque génération et reste donc presque le même. Il est particulièrement utile pour établir les liens de parentés entre les anciennes populations hominines car il est présent en plusieurs milliers d'exemplaires dans chaque cellule au lieu de 2. C’est pour ces raisons que les paléoanthropologues l’ont utilisés pour la réalisation un arbre phylogénétique, un arbre des liens de parentés entre êtres vivants ou ayant vécus.

On a comparé des données génétiques d’humains modernes Homo sapiens proches géographiquement et génétiquement, de français et d’allemand avec celles de russe datant de – 37 000 ans, de néanderthalien retrouvées dans la grotte de Vindija en Croatie datant de – 35 000 ans, et de dénisovien retrouvé dans la grotte de Denisova datant de – 41 000 ans

On compare d’abord le nombre de nucléotides qui diffèrent sur un gène, qui permet ensuite de former un arbre qui regroupe les espèces par similitude et dont les branches sont proportionnelles avec ces différences.

La matrice obtenue nous indique plusieurs choses, déjà le Bonobo est là comme point de comparaison, il est très éloigné génétiquement de tous les autres à un degré équivalent avec plus d’un millier de différences.

Il y a donc une séparation nette entre lui et les autres individus. Ensuite le même phénomène de produit entre l’Homme de Denisova avec environ 400 différences et l’Homme de Néanderthal environ 200 différences vis-à-vis des populations d’Homo sapiens. Il y a donc deux nouvelles branches avec une première séparation des dénisoviens et ensuite des néantherdaliens.

On peut aussi mieux se représenter le degré des différences sur un gène en comparant en termes de pourcentage : moins de 0.2% entre la même espèce, 1-2% entre deux espèces du même genre et 8% pour une espèce d’un autre genre.

Il faut préciser qu’entre deux humains pris au hasard, 99,9% de la séquence de l’ADN est identique, il y a que 0,1% qui change, souvent de manière ponctuelle, appeler SNP pour Single Nucleotide Polymorphism, polymorphisme nucléotidique en français. Cela représente quand même environ 3 millions de différences mais c’est souvent la variation d’un seul pair de base qui est à l’origine de nouvelles versions de gène dans une même espèce, les différents allèles se distinguant souvent par une seule modification. Là les données sont tirées d'une analyse de l’ADN mitochondrial d’un gène de 26 000 bases.

En premier lieu, on peut situer dans le temps cet arbre avec l’axe du temps. Il a commencé il y a 9 millions d’années, au Paléolithique, au moment où les homininés et les chimpanzés se sont séparés.

On situe l’ancêtre commun de toutes les espèces du genre Homo à – 500 000 ans avant notre ère dont les Homo erectus et Homo neanderthalensis descendent. On observe une grande diversité des espèces jusqu’à il y a 30 000 ans, moment où l’Homo sapiens est devenue la seule espèces hominine présente sur Terre. Pour finir on regroupe tous les Homo sapiens actuels et passés.

b)        Les migrations d’Homo sapiens

Les paléontologues ont d'autres techniques pour reconstituer l’histoire humaine et notamment par l’analyse des allèles d’humains actuels.

Chaque humain possède deux fois le même gène mais pas forcément avec deux fois le même allèle, on dira alors que ce gène est hétérozygote et dans le cas inverse homozygote. On peut comparer le taux de diversités alléliques entre des populations humaines car une petite population qui se sépare du reste par une migration par exemple, gardera une part des anciens allèles sans en développer de nouveaux. C'est l'effet fondateur.On peut donc grâce à la l’analyse d’allèles de plusieurs populations savoir lesquelles se sont mélangées en restant au même endroit et en sélectionnant les allèles qui leur sont le plus bénéfiques d’entre celles qui ont migré en gardant les mêmes allèles.

On observe que ce sont les africains qui possèdent en moyenne le plus de gènes hétérozygotes, environ 75%. Ensuite ce taux décroît à mesure que l’on s’éloigne géographiquement de l’Afrique avec 70% pour les européens et les asiatiques du centre et du sud, 65% pour les Est Asiatique et 60% et moins pour les américains.

On en déduit que les ont vécus initialement en Afrique, et que certains groupes ont ensuite migré par le Nord vers l’Europe et par l’Est vers l’Asie, puis vers l’Amérique.

On peut maintenant réaliser cette carte en supposant des dates probables à partir des données alléliques des humains actuels. On y voit que les Homo Sapiens sont apparues en Afrique il y a 300 000 ans et ont pris plusieurs centaines de milliers d’années à parvenir à d’autres continents et que certains sont arrivés très récemment dans l’échelle de l’humanité. Ils ont colonisé l’Europe il y a plusieurs dizaines milliers d’années, entre il y a 45 000 à 35 000 ans. On remarque sur cette carte des groupes ont pu passer d’Extrême-Orient en Alaska il y a 20 000 ans, car à cette époque le niveau de la mer y était 100 mètres plus bas qu’aujourd’hui. De ce fait les américains n’ont pas pu réémigrer et constitue un groupe assez homogène génétiquement, ce qui sera utile comme outil comparaison par la suite.

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