Séquences mitochondriales

du Pléistocène en Europe

Les études génétiques mitochondriales de l’homme moderne montrent que tous les hommes non Africains appartiennent à deux haplogroupes de base: M et N. L’âge de l’ancêtre commun le plus récent (TMRCA) de ces deux haplogroupes est estimé respectivement à 50.000 et 59.000 ans. Cependant si les Asiatiques, les Australiens et les Amérindiens appartiennent à ces deux haplogroupes, les Européens actuels appartiennent uniquement à l’haplogroupe N et à ses sous-clades. Ceci peut être interprété par une première diffusion humaine en Asie portant l’haplogroupe M, suivie par une seconde diffusion plus vers le nord portant l’haplogroupe N. Cependant, une hypothèse alternative propose une dispersion unique en Eurasie comprenant les deux haplogroupes M et N qui a d’abord colonisé l’Asie, puis ensuite l’Europe après la perte de l’haplogroupe M.

Cosimo Posth vient de publier un papier intitulé: Pleistocene Mitochondrial Genomes Suggest a Single Major Dispersal of Non-Africans and a Late Glacial Population Turnover in Europe. Il a déterminé la séquence mitochondriale complète ou quasi-complète de 35 squelettes d’Italie, d’Allemagne, de Belgique, de France, de République Tchèque et de Roumanie dont l’âge varie entre 35.000 et 7.000 ans:
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Ces nouvelles séquences ont été associées à 20 séquences mitochondriales Européennes préalablement publiées. Dans la figure ci-dessous les séquences datant d’avant le Maximum Glaciaire sont en bleues, celles juste après le Maximum Glaciaire sont en vert, celles à la fin de l’époque glaciaire sont en magenta, les chasseurs-cueilleurs de l’holocène sont en rouge et les séquences contemporaines sont en noir:
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La vaste majorité des séquences de la fin du Pléistocène ou du début de l’Holocène appartiennent à l’haplogroupe U qui est une sous-clade de N. De manière surprenante trois chasseurs-cueilleurs de Belgique et de France datant entre 35.000 et 28.000 ans, sont de l’haplogroupe M.

Ensuite les auteurs ont estimé le taux de mutation mitochondrial à partir de 66 anciennes séquences et 311 séquences d’individus contemporains. Les valeurs obtenues sont cohérentes avec celles obtenues dans des études précédentes: 2,74 x 10-8 mutation par site et par an. Ces valeurs ont permis de raffiner l’estimation de l’âge des TMRCA des haplogroupes M et N à respectivement 49.000 et 51.000 ans.

Ces résultats dont la disparition de l’haplogroupe M en Europe suggèrent un effet de goulot génétique qui a pu être influencé par les événements climatiques de cette époque. En effet la fin du Pléistocène est caractérisé par d’importantes fluctuations climatiques dont le Maximum Glaciaire entre 25.000 et 19.500 ans, et l’interstade Bølling-Allerød suivi du Dryas récent entre 14.500 et 11.500 ans. Ces périodes de glaciations ont conduit les hommes à se réunir dans des refuges glaciaires.

Les auteurs ont ensuite utilisé les 55 anciennes séquences Européennes pré-Néolithiques pour définir un modèle démographique pour cette époque. Ci-dessous, la courbe de gauche donne l’évolution du climat à l’aide des variations du taux des isotopes de l’oxygène δO18 mesuré dans les glaces du Groenland:
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La courbe de droite donne la meilleure estimation du modèle démographique. Chaque point de couleur correspond à une séquence mitochondriale ancienne. Ce modèle supporte une continuité des lignées maternelles durant le dernier Maximum Glaciaire avec néanmoins un effet de goulot génétique unique qui entraine la disparition de l’haplogroupe M. A la fin de ce Maximum Glaciaire une nouvelle population arrive en Europe vers 14.500 ans (caractérisée par l’haplogroupe mitochondrial U5) qui se superpose avec la population existante.

La présence de l’haplogroupe M en Europe entre 35.000 et 28.000 a des conséquences importantes sur les modèles de peuplements en Eurasie. Ce continent a probablement été colonisé par une dispersion unique, tardive et rapide d’individus appartenant aux haplogroupes mitochondriaux M et N après 55.000 ans. Il est probable que des éventuelles dispersions plus anciennes hors de l’Afrique, n’ont pas laissées de descendants mitochondriaux dans la population actuelle.

L’arrivée des haplogroupes M et N en Europe à la fin du Pléistocène est probablement contemporain de migrations de retour vers l’Afrique comme cela a été suggéré par la diffusion des haplogroupes U6 et M1.

Le réchauffement climatique après 14.500 ans voit l’arrivée d’une nouvelle population de chasseurs-cueilleurs d’haplogroupe mitochondrial U5, probablement issue d’un autre refuge glaciaire qu’il conviendra d’identifier à l’avenir. Ce refuge pourrait être situé dans le sud-est de l’Europe.