Les avancées dans l'étude de l'ADN ancien des vestiges préhistoriques nous offrent un nouvel aperçu de la vie de nos ancêtres africains et de l'émergence de l'homme moderne.

Les humains partagent tous une ascendance africaine commune, faisant de l'histoire africaine l'histoire de chacun. Pourtant, on sait peu de choses sur l'évolution génétique des personnes vivant sur le continent dans un passé lointain.

Grâce aux progrès de la technologie de séquençage du génome, les scientifiques sont désormais en mesure de comparer l'ADN des personnes vivantes aujourd'hui avec l'ADN extrait de squelettes très anciens, ce qui nous donne un aperçu unique de la vie en Afrique il y a plusieurs milliers d'années.

Dans le domaine de la génétique humaine, l'histoire de Mère Eve est bien connue. Il décrit comment tous les humains vivants descendent d'une femme qui vivait en Afrique il y a 200 000 à 300 000 ans.

Les preuves proviennent d'études sur l'ADN mitochondrial (ADNmt), un segment de matériel génétique présent dans la cellule humaine. Elle permet, entre autres, l'étude de la parenté dans les populations. Parce que seules les mères le transmettent, il révèle la ligne évolutive directe entre une personne vivant aujourd'hui et son ancêtre féminin le plus éloigné.

Eve mitochondriale

Mais comme la plupart des histoires simples, l'histoire d'Eve mitochondriale n'est ni entièrement exacte ni complète. Alors que les scientifiques s'accordent à dire que l'aube des humains s'est effectivement produite en Afrique, Eve aurait été l'une des nombreuses femmes humaines vivant à l'époque, et elle n'aurait pas été la première.

Malheureusement, la réalité est que l'ADNmt nous donne un aperçu limité des délais, ou des modèles, de propagation et de dispersion de la population.

La biologiste moléculaire, le Dr Mateja Hajdinjak, explique l'importance de ce manque de connaissances. "L'histoire de la population africaine a façonné le monde dans lequel nous vivons tous, donc jusqu'à ce que nous puissions reconstruire les événements du passé de l'Afrique, remontant à des milliers d'années, nous ne pouvons pas comprendre pleinement comment les humains modernes ont émergé."

Le Dr Hajdinjak est chercheur postdoctoral sur le projet ORIGIN, une initiative de recherche basée au Francis Crick Institute de Londres, au Royaume-Uni, qui analyse l'ADN de restes humains trouvés dans des sites archéologiques en Afrique.

L'objectif d'ORIGIN est de reconstituer la préhistoire africaine en utilisant l'analyse de l'ADN ancien.

Les informations fournies par ces échantillons d'ADN sont étudiées parallèlement aux découvertes des archéologues, paléontologues et conservateurs de musée du projet.

Extraits d'ADN

Le Dr Hajdinjak fait partie d'un nombre croissant de chercheurs qui travaillent dur pour combler les lacunes historiques en allant au-delà de l'analyse de l'ADNmt pour utiliser les dernières techniques de séquençage du génome entier. Cela permet aux chercheurs de comparer l'ADN des personnes vivant aujourd'hui avec l'ADN extrait de squelettes très anciens.

"L'une de nos questions fondamentales est la suivante :comment pouvons-nous utiliser l'ADN ancien pour reconstituer les migrations de population passées en Afrique et entre l'Afrique et d'autres parties du monde ?" dit le Dr Hajdinjak.

Elle ajoute que l'on sait peu de choses sur le paysage génomique passé à travers l'Afrique, car une grande partie du changement génétique s'est produite sur le continent lorsque certains groupes ont abandonné leur mode de vie de chasseurs-cueilleurs pour devenir des agriculteurs il y a entre 3 000 et 7 000 ans.

"En comparant les génomes passés, nous pouvons voir comment différents groupes humains sont interconnectés et comment les migrations se sont produites à différents moments de l'histoire. Les migrations permettent aux gens de se mélanger et de se reproduire avec de nouveaux groupes, ce qui modifie la biologie humaine au fil du temps."

On sait déjà beaucoup de choses sur l'histoire ancienne de l'Europe grâce aux techniques de séquençage modernes, mais les anciennes études d'ADN sur des échantillons africains ont pris du retard. La raison en est que l'ADN se dégrade avec le temps, et en particulier dans les climats chauds et humides qui prévalent en Afrique.

Enrichissement du génome

Cependant, grâce à des outils d'enrichissement du génome de pointe qui permettent d'extraire puis d'amplifier l'ADN des plus infimes fragments d'os ou de dents, les scientifiques commencent également à bien progresser dans le séquençage de l'ADN ancien d'Afrique.

En étudiant ainsi les données, les chercheurs commencent à reconstituer des événements d'un passé lointain et à sonder les relations qui ont émergé entre différentes populations africaines.

Le but d'ORIGIN n'est pas simplement de satisfaire notre curiosité naturelle quant à nos origines, mais aussi de démêler la chronologie de notre évolution génétique et d'utiliser ces informations pour prédire comment nous pourrions évoluer dans le futur.

Certaines mutations génétiques auront été instantanément bénéfiques pour nos ancêtres africains et auront persisté dans le pool génétique jusqu'à ce jour, des milliers d'années après leur apparition. Un exemple clé est la persistance de la lactase, la capacité à digérer le lait jusqu'à l'âge adulte.

Le lait et les produits laitiers sont une source précieuse d'énergie, mais l'état ancestral par défaut est l'intolérance au lactose. Pour les adultes vivant dans les premières communautés agricoles africaines, la capacité de convertir le lait de leurs troupeaux en glucose peut leur avoir donné un avantage évolutif sur leurs voisins intolérants au lactose.

Mutation de la drépanocytose

Une autre variante génétique qui aurait stimulé la survie humaine lors de son apparition est la mutation de la drépanocytose. Cette variante génétique confère un degré de protection contre le paludisme.

Cependant, la mutation est en quelque sorte une arme à double tranchant, car elle est également responsable de la drépanocytose, une maladie grave et permanente qui sévit encore aujourd'hui dans certaines régions d'Afrique.

"Il serait très important de reconstituer comment les mutations de la drépanocytose sont apparues et se sont propagées pour la première fois", a déclaré le Dr Pontus Skoglund, superviseur du projet ORIGIN.

"En comprenant quand les mutations se sont produites et comment elles se sont propagées, nous pouvons mieux comprendre comment les humains réagissent aux défis évolutifs", a déclaré Skoglund.

Mélange génétique

Les chercheurs impliqués dans le projet AfricanNeo soutenu par l'UE sont particulièrement intrigués par les premières pratiques agricoles en Afrique. Ils comparent des échantillons d'ADN ancien avec de l'ADN contemporain pour affiner leur compréhension du moment où les populations africaines ont commencé à migrer à travers leur continent.

Ces migrations ont eu un impact énorme sur le mélange génétique des groupes, mais les chercheurs ont découvert que cette "expansion" était une série complexe d'événements qui ne peuvent pas être résumés dans un récit de style Eve mitochondrial soigné.

"L'expansion n'a pas été uniforme sur tout le continent", a déclaré la professeure agrégée Carina Schlebusch. Elle est biologiste de l'évolution à l'Université d'Uppsala en Suède et chercheuse principale du projet.

"Certains groupes de chasseurs-cueilleurs ont été remplacés par des agriculteurs", a-t-elle déclaré, faisant référence à la probabilité qu'un conflit ait éclaté entre des populations souhaitant occuper les mêmes terres et que les agriculteurs aient bénéficié d'un avantage concurrentiel sur les chasseurs-cueilleurs. "D'autres groupes ont interagi et échangé des gènes, et d'autres sont restés isolés bien plus longtemps que prévu."

Il est clair pourquoi nous devrions tous nous soucier de ces événements complexes du passé lointain de l'Afrique, selon le Dr Schlebusch.

"L'histoire a tendance à se répéter", a-t-elle déclaré. "Ces événements migratoires passés pourraient bien jouer un rôle dans notre comportement futur. Par exemple, le changement climatique signifie qu'il y aura probablement plus de pressions sur les personnes qui sont forcées de quitter leur foyer. Il y a une chance qu'il y ait plus de conflits entre les populations et que certains groupes minoritaires seront remplacés ».

"Plus nous en apprenons sur notre histoire", a-t-elle déclaré, "plus nous pouvons prédire comment les choses se dérouleront à l'avenir." + Explorer plus loin

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