L'emplacement d'échantillons anciens près du lac Titicaca, altitude 3812 mètres, dans ce qui est maintenant le Pérou et la Bolivie. Crédit :Auteurs de l'étude
Une étude multicentrique des restes génétiques de personnes qui se sont installées il y a des milliers d'années dans les montagnes des Andes d'Amérique du Sud révèle une image complexe de l'adaptation humaine depuis les premiers établissements, à une scission d'environ 9, il y a 000 ans entre les populations des hautes et basses terres, à l'exposition dévastatrice à la maladie européenne au cours de la période coloniale du XVIe siècle.
Dirigé par Anna Di Rienzo, Doctorat., et John Lindo, Doctorat., JD, de l'Université de Chicago; Mark Aldenderfer, Doctorat., de l'Université de Californie, Merced; et Ricardo Verdugo de l'Université du Chili, les chercheurs ont utilisé des échantillons d'ADN nouvellement disponibles de sept génomes entiers pour étudier comment les anciens peuples andins, y compris des groupes regroupés autour du lac Titicaca au Pérou et en Bolivie, 12, 000 pieds au-dessus du niveau de la mer—adaptés à leur environnement au fil des siècles.
Dans la revue Avancées scientifiques , ils ont comparé leurs sept génomes historiques à 64 génomes modernes d'une population andine des hautes terres actuelle, l'Aymara agropastoral de Bolivie, et le chasseur-cueilleur de plaine Huilliche-Pehuenche sur la côte chilienne.
Les objectifs étaient (1) de dater la migration initiale vers les hauts plateaux andins, (2) d'identifier les adaptations génétiques au milieu de haute altitude qui ont permis cette installation, (3) pour estimer l'impact du contact européen à partir des années 1530 qui a causé la quasi-annihilation de nombreuses communautés des plaines d'Amérique du Sud.
"Nous avons des échantillons très anciens des hautes Andes, " a déclaré Di Rienzo. "Ces premiers colons ont la plus grande affinité avec les gens qui vivent maintenant dans cette région. C'est un dur, froid, environnement pauvre en ressources, avec de faibles niveaux d'oxygène, mais les gens là-bas se sont adaptés à cet habitat et au mode de vie agraire."
Entrée dans les Amériques il y a 20 ka. Altitude haute/basse répartie 8750 ans. Contact européen 1532 après JC. Crédit :auteurs de l'étude
L'étude, "La préhistoire génétique des hauts plateaux andins 7, 000 ans BP grâce au contact européen, " a découvert plusieurs fonctionnalités inattendues.
Les chercheurs ont découvert que les hauts plateaux andins ont connu des déclins de population beaucoup plus faibles que prévu à la suite de contacts avec des explorateurs européens venus pour la première fois en Amérique du Sud dans les années 1530. Dans les plaines, la modélisation démographique et les archives historiques suggèrent que jusqu'à 90 pour cent des résidents ont pu être anéantis après l'arrivée des Européens. Mais les habitants des hautes Andes n'ont connu qu'une réduction de la population de 27%.
Même si les montagnards vivaient à des altitudes supérieures à 8, 000 pieds, ce qui signifiait une réduction de l'oxygène, températures glaciales fréquentes et rayonnement ultraviolet intense, ils n'ont pas développé les réponses à l'hypoxie observées chez les natifs d'autres milieux de haute altitude, comme le Tibet.
Les Andins se sont peut-être adaptés à l'hypoxie à haute altitude "d'une manière différente, via des modifications cardiovasculaires, " suggèrent les chercheurs. Ils ont trouvé des preuves d'altérations dans un gène appelé DST, qui est associée à la formation du muscle cardiaque. Les montagnards andins ont tendance à avoir des ventricules droits élargis. Cela peut avoir amélioré l'apport en oxygène, améliorer le flux sanguin vers les poumons.
Mais le signal d'adaptation le plus fort que les chercheurs ont trouvé était dans un gène appelé MGAM (maltase-glucoamylase), une enzyme intestinale. Il joue un rôle important dans la digestion des féculents comme les pommes de terre, un aliment originaire des Andes. Une étude récente suggère que la pomme de terre peut avoir été domestiquée dans la région au moins 5, il y a 000 ans. Sélection positive sur le gène MGAM, notent les auteurs, "peut représenter une réponse adaptative à une plus grande dépendance envers les féculents domestiques."
L'un des contextes de sépulture échantillonnés à Jiskairumoko. L'image montre l'un des individus rencontrés lors de la fouille. Les restes humains ont été retirés sur cette image. Crédit :Mark Aldenderfer
La présence précoce de cette variante chez les peuples andins suggère « un changement significatif dans le régime alimentaire d'un régime probablement plus à base de viande à un autre à base de plantes, " a déclaré Aldenderfer de l'UC Merced, un anthropologue. "Le moment de l'apparition de la variante est tout à fait cohérent avec ce que nous savons du dossier paléo-ethno-botanique dans les hautes terres."
Bien que les colons andins aient suivi un régime riche en amidon après avoir commencé à cultiver, leurs génomes n'ont pas développé de copies supplémentaires du gène de l'amylase lié à l'amidon, couramment observés dans les populations agricoles européennes.
Une comparaison des génomes anciens avec leurs descendants vivants a également révélé la sélection de gènes liés au système immunitaire peu après l'arrivée des Européens, suggérant que les Andins qui ont survécu peuvent avoir eu un avantage en ce qui concerne les agents pathogènes européens nouvellement introduits.
"Le contact avec les Européens a eu un impact dévastateur sur les populations sud-américaines, comme l'introduction de maladies, guerre, et les bouleversements sociaux, " a expliqué Lindo. " En se concentrant sur la période d'avant, nous avons pu distinguer les adaptations environnementales des adaptations qui découlent d'événements historiques."
« Dans notre journal, " dit Aldenderfer, "il n'y avait rien de cette priorisation des gènes au détriment des données archéologiques. Nous avons travaillé dans les deux sens, génétique et archéologie, pour créer un récit cohérent avec toutes les données disponibles."
