Une équipe de recherche internationale a mené la première étude approfondie, étude à grande échelle de l'histoire génomique des civilisations anciennes dans les montagnes et la côte des Andes centrales avant le contact européen.

Les résultats, publié en ligne le 7 mai dans Cellule , révèlent des distinctions génétiques précoces entre les groupes des régions voisines, mélange de population à l'intérieur et au-delà des Andes, continuité génétique surprenante au milieu des bouleversements culturels, et le cosmopolitisme ancestral parmi certaines des civilisations anciennes les plus connues de la région.

Dirigé par des chercheurs de la Harvard Medical School et de l'Université de Californie, Santa Cruz, l'équipe a analysé les données à l'échelle du génome de 89 personnes ayant vécu entre 500 et 9, il y a 000 ans. Parmi ceux-ci, 64 génomes, allant de 500 à 4, 500 ans, ont été récemment séquencés, ce qui a plus que doublé le nombre d'individus anciens avec des données à l'échelle du génome d'Amérique du Sud.

L'analyse comprenait des représentants de civilisations emblématiques des Andes pour lesquelles aucune donnée à l'échelle du génome n'avait été rapportée auparavant, dont les Moche, Nasca, Wari, Tiwanaku et Inca.

"C'était un projet fascinant et unique, " dit Nathan Nakatsuka, premier auteur de l'article et MD/Ph.D. étudiant dans le laboratoire de David Reich à l'Institut Blavatnik à HMS.

"Il représente la première étude détaillée de l'histoire de la population andine informée par les génomes précoloniaux avec une large couverture temporelle et géographique, " dit Lars Fehren-Schmitz, professeur agrégé à l'UC Santa Cruz et co-auteur principal de l'article avec Reich.

"Cette étude franchit également une étape majeure vers la correction du déséquilibre mondial dans les données ADN anciennes, " dit Reich, professeur de génétique au HMS et membre associé du Broad Institute du MIT et de Harvard.

"La grande majorité des études d'ADN ancien publiées à ce jour se sont concentrées sur l'Eurasie occidentale, " at-il dit. " Cette étude en Amérique du Sud nous permet de commencer à discerner à haute résolution l'histoire détaillée des mouvements humains dans cette partie extraordinairement importante du monde. "

Attention aux Andes

Les Andes centrales, entourant le Pérou actuel, est l'un des rares endroits au monde où l'agriculture a été inventée plutôt qu'adoptée d'ailleurs et où la présence la plus ancienne de civilisations complexes en Amérique du Sud a été documentée jusqu'à présent. Alors que la région a été un foyer majeur de recherche archéologique, il n'y avait pas eu de caractérisation systématique avec de l'ADN ancien à l'échelle du génome jusqu'à présent, disaient les auteurs.

Généticiens, dont plusieurs des membres actuels de l'équipe, a déjà étudié l'histoire génétique profonde de l'Amérique du Sud dans son ensemble, y compris l'analyse de plusieurs individus des hauts plateaux andins d'il y a plusieurs milliers d'années. Il y a également eu des analyses des résidents actuels des Andes et un nombre limité d'analyses d'ADN mitochondrial ou du chromosome Y à partir d'anciens sites andins individuels.

La nouvelle étude, cependant, développe ces résultats pour fournir un portrait beaucoup plus complet. Maintenant, Nakatsuka a dit, les chercheurs sont "enfin capables de voir comment la structure génétique des Andes a évolué au fil du temps".

En se concentrant sur ce qu'on appelle souvent l'histoire précolombienne, l'étude démontre à quel point les grandes études d'ADN ancien peuvent révéler plus sur les cultures anciennes que l'étude des groupes d'aujourd'hui seuls, dit Reich.

« Dans les Andes, la reconstruction de l'histoire de la population basée sur l'analyse de l'ADN des personnes d'aujourd'hui a été difficile car il y a eu tellement de changements démographiques depuis le contact avec les Européens, " expliqua Reich. " Avec d'anciennes données ADN, nous pouvons effectuer une reconstruction détaillée des mouvements de personnes et comment ceux-ci se rapportent aux changements connus d'après les archives archéologiques."

Ancienne structure de population « extraordinaire »

Les analyses ont révélé qu'à 9, il y a 000 ans, les groupes vivant dans les hauts plateaux andins sont devenus génétiquement distincts de ceux qui sont finalement venus vivre le long de la côte du Pacifique. Les effets de cette différenciation précoce sont encore visibles aujourd'hui.

Les empreintes génétiques qui distinguent les personnes vivant dans les hautes terres de celles des régions voisines sont « remarquablement anciennes, " dit Nakatsuka, qui obtiendra son doctorat. dans les systèmes, biologie synthétique et quantitative en mai.

"C'est extraordinaire, vu la faible distance géographique, " ajouta Reich.

A 5, il y a 800 ans, la population du nord a également développé des signatures génétiques distinctes à partir des populations qui sont devenues répandues dans le sud, l'équipe a trouvé. De nouveau, ces différences peuvent être observées aujourd'hui.

Après ce temps, le flux de gènes s'est produit dans toutes les régions des Andes, bien qu'il ait considérablement ralenti après 2, il y a 000 ans, l'équipe a trouvé.

"C'est passionnant que nous ayons pu déterminer une structure de population relativement fine dans les Andes, nous permettant de différencier les côtes, nord, des groupes du sud et des hauts plateaux ainsi que des individus vivant dans le bassin du Titicaca, " a déclaré Fehren-Schmitz.

"C'est important pour l'archéologie des Andes et va maintenant nous permettre de poser des questions plus précises sur les démographies locales et les réseaux culturels, ", a déclaré le co-auteur de l'étude, Jose Capriles, de l'Université d'État de Pennsylvanie.

Le brassage génétique

L'équipe a découvert des échanges génétiques à la fois au sein des Andes et entre les populations andines et non andines.

Les peuples anciens se sont déplacés entre le sud du Pérou et les plaines argentines et entre la côte nord du Pérou et l'Amazonie, contournant en grande partie les hautes terres, les chercheurs ont trouvé.

Fehren-Schmitz était particulièrement intéressé à découvrir des signes de mobilité à longue distance à l'époque inca. Spécifiquement, il a été surpris de détecter une ancienne ascendance de la côte nord non seulement autour de Cusco, Pérou, mais aussi dans un sacrifice d'enfant du sud des Andes argentines.

"Cela pourrait être considéré comme une preuve génétique de relocalisation d'individus sous la domination inca, une pratique que nous connaissons de l'ethno-historique, sources historiques et archéologiques, " il a dit.

Bien que les découvertes de mélanges génétiques dans les Andes soient en corrélation avec des connexions archéologiques connues, ils susciteront probablement des recherches archéologiques supplémentaires pour comprendre les contextes culturels sous-jacents aux migrations, dit Nakatsuka.

"Maintenant, nous avons plus de preuves démontrant des migrations importantes et certaines contraintes sur le moment où elles se sont produites, mais il reste encore du travail à faire pour savoir pourquoi exactement ces migrations se sont produites, " il a dit.

Continuité à long terme

Les analyses ont révélé que plusieurs régions ont maintenu une continuité génétique au cours des 2 dernières, 000 ans malgré de nettes transformations culturelles.

La conclusion contraste avec de nombreuses autres régions du monde, où les anciennes études d'ADN documentent souvent un renouvellement génétique substantiel au cours de cette période, dit Reich.

Les structures démographiques apparues très tôt ont persisté à travers des changements sociaux majeurs et dans les sociétés modernes, disaient les auteurs. Les découvertes offrent de nouvelles preuves qui peuvent être incorporées aux côtés de documents archéologiques et autres pour éclairer les théories sur l'histoire ancienne de différents groupes de la région.

"À notre surprise, nous avons observé une forte continuité génétique pendant l'ascension et la chute de nombreuses cultures andines à grande échelle, comme les Moche, Wari et Nasca, ", a déclaré Nakatsuka. "Nos résultats suggèrent que la chute de ces cultures n'était pas due à une migration massive dans la région, par exemple., d'une force militaire d'invasion, un scénario qui avait été documenté dans d'autres régions du monde."

Deux exceptions à la tendance à la continuité étaient les vastes centres urbains que les cultures Tiwanaku et Inca considéraient comme leur foyer. Plutôt que d'être assez homogène génétiquement, les régions capitales de ces civilisations étaient cosmopolites, accueillir des personnes de plusieurs origines génétiques, l'équipe a trouvé.

"C'était intéressant de commencer à voir ces aperçus d'hétérogénéité ancestrale, ", a déclaré Nakatsuka. "Ces régions ont une certaine similitude avec ce que nous voyons maintenant dans des endroits comme New York et d'autres grandes villes où des personnes d'ascendances très différentes vivent côte à côte."

Paternité coopérative

L'étude comprenait des auteurs de nombreuses disciplines et de nombreux pays, dont l'Argentine, Australie, Bolivie, Chili, Allemagne, Pérou, le Royaume-Uni et les États-Unis.

"C'est une interdisciplinaire impressionnante mais, tout aussi important, collaboration internationale, ", a déclaré le co-auteur de l'étude Bastien Llamas de l'Université d'Adélaïde. "Tous ont travaillé en étroite collaboration pour rédiger ce manuscrit sous la direction de Fehren-Schmitz et Reich."

Il était important de faire équipe avec des scientifiques locaux appartenant à des communautés descendant des individus analysés dans l'étude, Fehren-Schmitz a dit, et d'obtenir l'autorisation des groupes autochtones et autres groupes locaux ainsi que des gouvernements locaux et de s'engager en permanence avec eux.

L'analyse de l'ADN d'individus anciens peut avoir des implications importantes pour les communautés d'aujourd'hui. L'une concerne la manipulation physique des matériaux squelettiques, qui pourraient être sensibles aux groupes concernés.

Le travail a fourni des occasions de guérir les blessures du passé. Dans un cas, un échantillon de Cusco, auparavant hébergé aux États-Unis, a été rapatrié au Pérou. D'autres restes qui avaient été retirés il y a longtemps de manière inappropriée des lieux de sépulture ont pu être datés au carbone et ré-enterrés.

En l'absence d'histoires écrites précolombiennes, l'archéologie a été la principale source d'informations disponibles pour reconstituer l'histoire complexe du continent, a déclaré la co-auteure de l'étude Chiara Barbieri de l'Université de Zurich.

"Avec l'étude de l'ADN ancien, nous pouvons lire l'histoire démographique des groupes anciens et comprendre comment les groupes anciens et actuels sont liés, " dit-elle. " Le lien avec l'étude génétique des populations vivantes ouvre un dialogue direct avec le passé et une occasion d'impliquer les communautés locales. "

Les chercheurs ont cherché à impliquer profondément les communautés avec l'aide d'archéologues de chaque région, dit Nakatsuka. Leurs efforts ont consisté à donner des conférences publiques sur l'étude et à traduire des documents en espagnol.

« Nous étions vraiment heureux que le résumé et les principales conclusions de notre article soient traduits et inclus dans l'article de Cell lui-même, pour augmenter l'accessibilité de notre travail, " a déclaré Nakatsuka. "Nous espérons que les futures études feront des traductions similaires, y compris des versions adaptées à un public profane pour les écoles, expositions de musées et organismes culturels, ce que nous sommes également en train de faire."