Génomes anciens de deux squelettes du Caucase

Les études génétiques précédentes ont révélé que les premières populations reliées aux Ouest Eurasiens actuels sont arrivés en Europe il y a environ 36.000 ans associées à la culture Aurignacienne. Ensuite une nouvelle population (groupe Věstonice) associée à la culture Gravettienne est apparue en Europe il y a environ 30.000 ans, suivie par une autre (groupe El Mirón) associée à la culture Magdalénienne il y a environ 20.000 ans. Enfin, à partir de 14.000 ans, un autre groupe (Villabruna) se diffuse en Europe au moment du réchauffement climatique de Bølling-Allerød. Cette dernière population correspond aux chasseurs-cueilleurs de l’Ouest (WHG) qui habitaient l’Europe avant l’arrivée des premiers fermiers en provenance d’Anatolie il y a environ 8000 ans.

Contrairement aux nombreux génomes Paléolithiques et Mésolithiques connus en Europe, peu ont été obtenus au Proche-Orient et au Caucase. Ainsi les génomes de deux chasseurs-cueilleurs du Caucase issus des grottes Satsurblia et Kotias Klde âgés respectivement de 13200 et 9700 ans ont été publiés en 2015. Iosif Lazaridis et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: Paleolithic DNA from the Caucasus reveals core of West Eurasian ancestry. Ils ont séquencé le génome de deux squelettes issus de la grotte Dzudzuana située au sud du Caucase en Géorgie, proche des grottes Satsurblia et Kotias Klde, et datés entre 27.000 et 24.000 ans. Ces deux individus appartiennent aux haplogroupes mitochondriaux U6 et N très rares aujourd’hui dans le Caucase. Dans la figure ci-dessous, les échantillons de Dzudzuana sont représentés par une croix bleue et les échantillons de Satsurblia et de Kotias (CHG) par une croix rose:
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Les auteurs ont mesuré la distance génétique Fst entre les différentes populations anciennes d’Eurasie et d’Afrique du Nord. Ils ont ainsi observé que les populations de chasseurs-cueilleurs datés d’après le maximum glaciaire du Proche-orient et d’Afrique du Nord (CHG, Natoufiens, Ibéromaurusiens), et des premiers fermiers Néolithiques de ces régions sont fortement différentiées génétiquement de tous les chasseurs-cueilleurs d’Europe et de Sibérie. De manière intéressante, les génomes des individus de Dzudzuana sont proches des fermiers Néolithiques d’Anatolie mais aussi, dans une moindre mesure, des Gravettiens d’Europe.

D’autre part, la statistique f3 montre que les individus de Dzudzuana se regroupent avec les populations d’Anatolie et du Levant, mais pas du tout avec les chasseurs-cueilleurs du Caucase (CHG) plus récents de Satsurblia. Ce résultat est confirmé par l’Analyse en Composantes Principales. Dans la figure ci-dessous les échantillons de Dzudzuana (croix bleue) sont situés entre les fermiers d’Anatolie (triangle bleu) et ceux du Levant (losange bleu):
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Les chasseurs-cueilleurs d’Eurasie de l’Ouest forment un gradient entre les chasseurs-cueilleurs de l’Ouest (WHG) à droite et les chasseurs-cueilleurs de Sibérie (ANE) en bas. Le chasseur-cueilleur d’Asie de l’Est se situe à gauche, proche des populations actuelles de cette région.

Les statistiques f montrent que les chasseurs-cueilleurs d’Eurasie de l’Ouest ont plus d’affinité génétique avec les chasseurs-cueilleurs de Dzudzuana qu’avec les anciennes populations du Proche-Orient et d’Afrique du Nord, à l’exception des fermiers Néolithiques d’Anatolie qui forment une clade avec les chasseurs-cueilleurs de Dzudzuana. Ces résultats indiquent que l’affinité des Européens avec les fermiers d’Anatolie n’implique pas forcément un flux génétique des anciennes populations Européenne au Proche-Orient puisque une population proche des fermiers d’Anatolie existaient dans le Caucase il y a 26.000 ans. De plus les chasseurs-cueilleurs de Dzudzuana partagent plus d’allèles avec le groupe de Villabruna qu’avec toute autre population ancienne d’Eurasie de l’Ouest. Ainsi l’ascendance ancienne du groupe de Villabruna était présente non seulement chez les Gravettiens et les Magdaléniens mais aussi chez la population du Caucase il y a 26.000 ans.

Toutes les anciennes populations du Proche-Orient sont supposées abriter une ascendance Basal Eurasian, une branche qui a divergé de toutes les autres branches non Africaines dont les chasseurs-cueilleurs d’Europe et de Sibérie, et les populations Est Asiatiques et Océaniennes. Les chasseurs-cueilleurs du Caucase de Satsurblia et Kotias Klde (CHG), situés à la frontière du Proche-Orient et de l’Europe, possèdent également une ascendance Basal Eurasian. Les individus de Dzudzuana partagent moins d’allèles avec les anciens individus de Sibérie: Ust’Ishim et de l’Asie de l’Est: Tianyuan, que les chasseurs-cueilleurs de l’Ouest. Ils ont également une ascendance Basal Eurasian. Cette dernière représente ainsi probablement un ancien lignage du Proche-Orient.

Les auteurs ont ensuite construit un graphe de mélanges génétiques incluant également les anciennes populations d’Afrique du Nord et du Levant:
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Selon ce modèle, une ancienne population a contribué à l’ascendance des Gravettiens (Vestonice16 dans la figure ci-dessus) et à l’ascendance d’une population appelée: Common West Eurasian ancestrale au groupe de Villabruna et aux individus de Dzudzuana. Ces derniers sont ainsi composés de 72% de Common West Eurasian et 28% de Basal Eurasian. Ce modèle montre également que les Ibéromaurusiens de Taforalt sont issus d’un mélange génétique: 45% d’une ascendance appelée Ancestral North African, 40% d’ascendance Common West Eurasian et 15% d’ascendance Basal Eurasian. Ce modèle indique également un flux de gènes des Ibéromaurusiens vers les Natoufiens et non l’inverse. Ce scénario pourrait également expliquer la présence de l’haplogroupe du chromosome Y: E au Levant en provenance d’Afrique du Nord. Ce modèle prédit également que les Africains de l’Ouest (Yorubas) possèdent 13% d’ascendance issue des Ibéromaurusiens, plutôt que ces derniers aient de l’ascendance sub-Saharienne.

L’utilisation du logiciel qpAdm permet également de montrer que les chasseurs-cueilleurs CHG de Satsurblia et de Kotias, et les fermiers Néolithiques d’Iran sont issus d’environ 50 à 60% d’ascendance issue des individus de Dzudzuana, et le reste d’une ascendance ANE et d’une ancienne ascendance inconnue. Ainsi l’ascendance ANE a atteint l’Eurasie de l’Ouest bien avant l’Âge du Bronze. Toujours selon ce logiciel, une ancienne ascendance a contribué aux chasseurs-cueilleurs de l’Ouest, aux Gravettiens, aux Magdaléniens, mais également aux anciens individus de Dzudzuana.

L’ascendance des populations Européennes a jusqu’ici été estimée à partir de trois sources: chasseurs-cueilleurs du Mésolithique, fermiers d’Anatolie et pasteurs des steppes. Les composantes issues de populations anciennes du Proche-Orient ou d’Afrique du Nord n’ont pas encore été investigué à cause du manque de population de référence. Si on considère la population de Dzudzuana, on se rend compte que toutes les populations actuelles d’Europe, du proche-Orient ou d’Afrique du Nord possèdent entre 46% et 83% d’ascendance issue de la population de Dzudzuana:
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Si cette ascendance Dzudzuana s’est diffusée en Europe au Néolithique, elle était déjà présente au Paléolithique et au Mésolithique. Cela ne veut pas dire pour autant qu’il y ait eu des migrations en provenance du Caucase, car cette ascendance pouvaient être présente dans d’autres régions à différentes époques du passé.