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28.5 : Flux de gènes entre les populations humaines archaïques - Biologie

28.5 : Flux de gènes entre les populations humaines archaïques - Biologie


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Le Dr. Cette section discutera du contexte de ses recherches dans le cadre du projet du génome de Néandertal, de la séquence préliminaire qu'ils ont rassemblée et des preuves qui ont été compilées pour le flux de gènes entre les humains modernes et les Néandertaliens.

Fond

Les Néandertaliens sont le seul autre hominidé avec un cerveau aussi gros que l'Homo sapiens. Des fossiles de Néandertal datant d'il y a 200 000 ans ont été trouvés en Eurasie occidentale (Europe et Asie occidentale), bien avant Homo erectus. Les premiers fossiles humains proviennent d'Éthiopie et datent d'environ 200 000 ans. Cependant, il existe des preuves que les Néandertaliens et les humains se sont chevauchés dans le temps et dans l'espace il y a entre 135 000 et 35 000 ans.

Le premier lieu de contact aurait pu avoir lieu au Levant, en Israël. Il y a des fossiles humains d'il y a 120 000 ans, puis un trou, des fossiles de Néandertal il y a environ 80 000 ans, un autre trou, puis à nouveau des fossiles humains il y a 60 000 ans. C'est la preuve d'un chevauchement en place, mais pas dans le temps. Au paléolithique supérieur, il y a eu une explosion des populations quittant l'Afrique (la migration il y a environ 60 000 à 45 000 ans). En Europe, il y a 45 000 ans, il existe des sites où les Néandertaliens et les humains coexistent dans les archives fossiles. Puisqu'il existe des preuves que les deux espèces coexistaient, y a-t-il eu des croisements ? C'est une question à laquelle on peut répondre en examinant la génomique des populations.

Voir Outils et techniques pour une discussion sur l'extraction de l'ADN des Néandertaliens.

28.5.2 Preuve du flux génétique entre les humains et les Néandertaliens

  1. Un test de comparaison entre l'ADN de Néandertal et l'ADN humain de populations africaines et non africaines démontre que les populations non africaines sont plus apparentées aux Néandertaliens qu'aux populations africaines. Nous pouvons examiner tous les SNP du génome et voir si le SNP humain d'une population correspond au SNP de Néandertal. Lorsque différentes populations humaines ont été comparées aux Néandertaliens, il a été constaté que les SNP français, chinois et néo-guinéens correspondaient beaucoup plus aux SNP néandertaliens que les SNP nigérians Yoruba correspondaient aux SNP néandertaliens. Les populations San Bushmen et Yoruba d'Afrique, bien qu'elles soient génétiquement très distinctes, avaient toutes deux la même distance par rapport à l'ADN de Néandertal. Ces preuves suggèrent que les populations humaines migrant d'Afrique se sont croisées avec les Néandertaliens.
  2. Une étude d'haplotype à longue distance démontre que lorsque la branche la plus profonde d'un arbre d'haplotype se trouvait dans des populations non africaines, les régions correspondaient fréquemment à l'ADN de Néandertal. Les populations africaines sont aujourd'hui les populations les plus diversifiées au monde. Lorsque les humains ont migré hors d'Afrique, la diversité a diminué en raison de l'eet fondateur. De cette histoire, on pourrait s'attendre à ce que si vous construisiez un arbre de relations, la scission la plus profonde serait africaine. Pour montrer l'héritage de Néandertal, les chercheurs de Berkley ont sélectionné des sections à longue distance du génome et les ont comparées parmi des humains choisis au hasard dans diverses populations. La branche la plus profonde de l'arbre construit à partir de cet haplotype provient presque toujours de la population africaine. Cependant, parfois les non-Africains ont la branche la plus profonde. L'étude a révélé qu'il y avait 12 régions où les non-Africains ont la branche la plus profonde. Lorsque ces données ont été utilisées pour analyser le génome de Néandertal, il a été constaté que 10 sur 12 de ces régions chez les non-Africains correspondaient davantage aux Néandertaliens qu'à la séquence de référence humaine (une compilation de séquences de diverses populations). C'est la preuve que cet haplotype est en réalité d'origine néandertalienne.

3. Enfin, il existe une divergence plus importante que prévu chez les humains. La séparation moyenne entre un Néandertal et un humain est d'environ 800 000 ans. La divergence typique entre deux humains est d'environ 500 000 ans. Lorsque l'on examine les séquences africaines et non africaines, des régions de faible divergence ont émergé dans les séquences non africaines par rapport au matériel néandertal. Les régions trouvées étaient fortement enrichies en matériel néandertalien (94 % de Néandertaliens), ce qui augmenterait la divergence moyenne entre les humains (comme le Néandertal standard - la divergence humaine est d'environ 800 000 ans).

Flux de gènes entre les humains et les Denisoviens

En 2010, des scientifiques ont découvert un os de doigt vieux de 50 000 ans dans le sud de la Sibérie. L'ADN de cet échantillon de Denisovan ne ressemblait à aucun ADN humain précédent. L'ADN mitochondrial de Denisovan est un groupe externe à la fois pour les Néandertaliens et les humains modernes. (L'ADN mitochondrial a été utilisé car il est environ 1000 fois plus fréquent que l'ADN somatique. Le taux de polymorphisme est également 10 fois plus élevé.) Les Dénisoviens sont plus étroitement liés aux Néandertaliens qu'aux humains.

En utilisant la même technique d'appariement SNP de l'exemple de Néandertal, il a été découvert que l'ADN de Denisovan correspond davantage à l'ADN néo-guinéen qu'à l'ADN chinois ou à l'ADN européen. On estime que les Denisoviens ont contribué à environ 5% de l'ascendance des Néo-Guinéens aujourd'hui. Une projection d'analyse en composantes de principe (voir figure) entre la parenté avec les chimpanzés, les Néandertaliens et les Dénisoviens montre que les populations non africaines sont plus liées aux Néandertaliens et que les Néo-guinéens/bougainvilliers sont plus liés aux Dénisoviens.

Ces preuves suggèrent un modèle pour la migration humaine et le métissage. Les humains ont migré hors d'Afrique et se sont croisés avec des Néandertaliens, puis se sont répandus à travers l'Asie et se sont croisés avec des Denisoviens en Asie du Sud-Est. Il est moins plausible que les humains se soient croisés avec les Dénisoviens en Inde, car toutes les populations d'Asie du Sud-Est n'ont pas d'ascendance dénisovienne.

Analyse des génomes archaïques à couverture élevée

Les génomes archaïques à couverture élevée peuvent nous en dire beaucoup sur l'histoire des populations d'hominidés. Une séquence de Neandertal de l'Altaï à haute couverture a été acquise à partir d'un os d'orteil trouvé dans la grotte de Denisova. A partir de cette séquence, on peut regarder le temps de convergence des deux copies de chromosomes pour estimer la taille de la population. L'ADN de Néandertal contient de nombreuses longues étendues d'homozygotie, indiquant une petite taille de population persistante et une consanguinité. Pour les Néandertaliens de l'Altaï, un huitième du génome était homozygote, à peu près le niveau attendu de consanguinité des demi-frères et sœurs. L'application de la technique à des populations non africaines montre un goulot d'étranglement il y a 50 000 ans et une expansion démographique ultérieure, ce qui est cohérent avec la théorie Out Of Africa.

Néandertaliens et Dénisoviens se sont également croisés, démontrant la remarquable propension des humanoïdes à la reproduction. Bien que la majeure partie du génome de Néandertal ait une profondeur minimale de centaines de milliers d'années du génome de Denisovan, au moins 0,5% du génome de Denisovan a une distance beaucoup plus courte du génome de Néandertal, en particulier pour les gènes immunitaires.

Les Dénisoviens ont très probablement des ancêtres d'une population archaïque inconnue sans lien avec les Néandertaliens. Une séquence africaine a une correspondance de 23% avec l'ADN de Néandertal et de 47% avec l'ADN de Denisovan, ce qui est statistiquement significatif. Si vous stratifiez la statistique D par la fréquence d'un allèle dans la population, vous voyez une pente croissante et un saut brusque lorsque vous atteignez la fixation qui correspond le mieux aux prédictions que l'on obtiendrait d'une population inconnue affluant vers les Dénisoviens (voir figure) .

Discussion

Le goulot d'étranglement causé par la migration en provenance d'Afrique n'est qu'un exemple parmi tant d'autres. La plupart des scientifiques se concentrent généralement sur l'âge et l'intensité des événements migratoires et pas nécessairement sur la durée, mais la durée est très importante car les longs goulots d'étranglement créent une plus petite gamme de diversité. Une façon de prédire la longueur d'un goulot d'étranglement est de déterminer si de nouvelles variations se sont produites au cours de celui-ci, ce qui est plus probable lors de goulots d'étranglement plus longs. Le changement dans l'étendue de la diversité est aussi ce qui a contribué à créer les différentes sous-populations humaines qui sont devenues géographiquement isolées. C'est juste une autre façon dont la génomique des populations peut être utile pour aider à reconstituer les migrations historiques.

Les différences génétiques entre les espèces (ici au sein des primates) peuvent être utilisées pour aider à comprendre l'arbre phylogénétique dont nous sommes tous issus. Nous avons examiné l'étude de cas des comparaisons avec l'ADN de Néandertal, appris comment des échantillons d'ADN anciens sont obtenus, comment les séquences sont trouvées et interprétées, et comment ces preuves montrent une forte probabilité de croisement entre les humains modernes (d'origine eurasienne) et les Néandertaliens. Ces très petites différences entre une espèce et l'autre, et au sein des espèces, nous permettent de déduire une grande partie de l'histoire humaine grâce à la génétique des populations.


Voir la vidéo: Unité I - Réactions responsables de la libération de lénergie 2. 2BAC-SVT u0026 2BAC-PC (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Mash'al

    Je suis désolé, mais à mon avis, vous avez tort. Je suis sûr. Je propose d'en discuter.

  2. Oluwatosin

    Bad taste what that

  3. Ramadan

    Quelle belle idée

  4. Zugis

    Sans doute.

  5. Bourne

    Je suis sûr que vous êtes confus.



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