5.5 : Suivi des génomes : notre histoire humaine se dévoile
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À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
Ève mitochondriale
Lancé en 1990 et terminé en 2003, le projet du génome humain était un effort international ambitieux qui a séquencé environ 99 % du génome humain avec une précision de 99,99 %. La génétique a jusqu'à présent largement confirmé la théorie de l'Afrique hors de l'Afrique, selon laquelle les premiers humains ont quitté l'Afrique il y a environ 100 000 ans et ont migré vers diverses régions du monde. Lorsque les premiers humains ont quitté l'Afrique pour s'installer en Europe, ils vivaient non seulement aux côtés d'espèces non africaines, telles que les Néandertaliens, qui habitaient déjà la région, mais ils se sont également croisés avec elles.
Les anthropologues moléculaires ont intérêt à déterminer à quel moment les populations humaines vivantes ont commencé à diverger les unes des autres. Cela a été difficile à faire avec l'ADN nucléaire, car il mute beaucoup trop lentement pour que des accumulations mesurables se produisent en 200 000 ans. Bon nombre des études génétiques qui ont été menées sont donc basées sur le matériel génétique contenu dans les mitochondries (ADNmt), qui est transmis par la mère. Il n'y a pas de recombinaison dans l'ADNmt. Ainsi, à moins que les mitochondries ne soient porteuses d'une nouvelle mutation, un enfant possède exactement les mêmes gènes mitochondriaux que sa contributrice génétique féminine (qui peut être sa mère, une donneuse d'ovules ou une personne ayant une relation génétique similaire). Les mitochondries de chaque être vivant sont une copie, modifiée uniquement par de rares mutations, des mitochondries transmises par descendance matrilinéaire à partir d'une population de notre passé ancien. Cette population est connue sous le nom d'Eve mitochondriale ou MTMRCA (ancêtre commun mitochondrial le plus récent), qui aurait vécu en Afrique australe il y a 100 000 à 200 000 ans.
Comme nous l'avons vu au chapitre 4, plus il y a longtemps que deux populations partagent un ancêtre commun, plus il reste de temps pour que les mutations se produisent et que les adaptations et les changements se produisent. Bien que la variation génétique soit faible parmi les populations humaines du monde, elle est la plus importante en Afrique. Cela indique que les populations humaines d'Afrique possèdent la plus longue lignée génétique établie. Bien que de nombreuses hypothèses existent quant aux origines humaines et que de nouvelles preuves pourraient modifier les points de vue actuels, le consensus est un modèle hors de l'Afrique qui remonte à la descendance matrilinéaire d'une population vivant en Afrique il y a environ 200 000 ans.
Comment le génome des poux peut combler les lacunes
Bien que cela ne soit pas une idée agréable, les poux font depuis longtemps partie de l'histoire de l'humanité. L'étude de la relation de coévolution entre les humains et les poux a permis de mieux comprendre l'histoire humaine. Le Dr David Reed, conservateur des mammifères et directeur associé de la recherche et des collections au musée de l'Université de Floride, étudie la coévolution des humains et des poux, un domaine de recherche qui ne s'est développé qu'au cours des 20 dernières années. Les recherches révolutionnaires de Reed ont le potentiel de combler certaines lacunes importantes dans les archives fossiles plutôt sommaires des humains et de fournir des données importantes qui pourraient avoir des applications en médecine et en biologie. Deux questions que cette recherche a déjà commencé à se poser sont les suivantes : quand sommes-nous devenus moins poilus et quand avons-nous commencé à porter des vêtements ?
De nombreuses hypothèses sur ce qui a pu déclencher la perte de cheveux chez l'homme mettent en évidence la thermorégulation, la nécessité de contrôler la température corporelle dans des conditions extrêmes. Vivant dans la chaleur de la savane, les humains avaient besoin d'un mécanisme de refroidissement pour devenir de meilleurs chasseurs. Parmi les autres signes d'adaptation à la chaleur, citons l'apparition de glandes sudoripares, plus nombreuses chez l'homme que chez les autres primates. Une autre théorie sur la cause de la perte de cheveux chez l'homme suggère qu'il s'agissait d'une adaptation pour contrôler les parasites du corps. Les gens ont-ils immédiatement enfilé leurs vêtements après avoir perdu tous ces poils supplémentaires ? Les recherches de Reed suggèrent que le port de vêtements ne s'est pas produit rapidement. Les humains ont perdu des poils il y a environ un million d'années et n'ont commencé à porter des vêtements qu'il y a environ 170 000 à 190 000 ans. Cela représente environ 830 000 ans de vie dans leurs costumes d'anniversaire ! Lorsque les humains ont commencé à porter des vêtements, les poux ont adapté des structures qui leur ont permis de s'attacher aux vêtements plutôt qu'aux cheveux.
Profils en anthropologie
Molly Selba
Elle a suivi un cours d'archéologie au collège communautaire local lorsqu'elle était lycéenne et a fait des études pratiques pendant l'été. Au collège, elle a terminé une double majeure en archéologie et en anthropologie, avec une mineure en musées et société. Elle a ensuite acquis de l'expérience en travaillant avec différentes collections de musées et a effectué des stages au bureau du médecin légiste de la ville de Baltimore et au Smithsonian Museum of Natural History. Après avoir terminé ses études de premier cycle, elle a su qu'elle voulait poursuivre une carrière en anthropologie à plein temps et a commencé à préparer sa maîtrise et son doctorat en anthropologie biologique.
Domaine de l'anthropologie : Pour Molly, ce qui est le plus intéressant en anthropologie biologique, ce sont les informations que les os peuvent nous communiquer. Au début, elle s'est intéressée à ce que l'histoire des maladies pouvait nous apprendre sur la vie des gens dans le passé, mais en travaillant avec des anthropologues biologiques, elle s'est concentrée sur la compréhension de l'impact de l'évolution sur la forme des différents os.
Elle a obtenu son diplôme de premier cycle à l'université Johns Hopkins de Baltimore, dans le Maryland, et sa maîtrise à l'université de Floride, où elle est actuellement candidate au doctorat. Ses intérêts de recherche incluent l'anatomie comparée, la morphologie crânienne et l'enseignement des sciences anatomiques. Elle s'intéresse particulièrement à la façon dont la morphologie crânienne varie au sein d'une espèce et entre les espèces et à la façon dont elle est influencée par des facteurs tels que l'évolution et les pratiques d'élevage sél Ses recherches antérieures se sont concentrées sur les différences de morphologie crânienne chez les chiens créées par la sélection artificielle pour la réduction du visage. Ses recherches de thèse portent actuellement sur une étude comparative de la réduction faciale chez les chauves-souris, les primates et les chiens.
Réalisations sur le terrain : Pour Molly, sa réalisation la plus importante dans le domaine de l'anthropologie a été l'éducation et la sensibilisation. Tout au long de ses études supérieures, elle a participé à des visites scolaires, travaillant avec des enseignants pour faciliter l'inclusion de l'évolution humaine dans les programmes scientifiques existants. Elle s'est particulièrement attachée à aider les éducateurs à trouver du matériel pédagogique inclusif et adapté à la culture. Elle a animé de nombreux ateliers de développement professionnel pour les enseignants sur le même sujet, a visité plus de deux douzaines de salles de classe et a interagi avec plus de 1 200 élèves au cours des quatre dernières années. Rendre la science accessible aux enseignants de la maternelle à la 12e année est un élément extrêmement important pour être chercheuse, et elle croit que tout le monde dans le monde universitaire devrait s'efforcer d'être des communicateurs scientifiques efficaces.
« L'étude de l'anthropologie biologique nous aide à mieux comprendre notre histoire d'origine en tant qu'espèce. Cela nous aide à comprendre pourquoi notre anatomie est telle qu'elle est, comment des changements morphologiques peuvent se produire au fil du temps et pourquoi nous avons une telle diversité de vie sur Terre. Être capable de reconnaître et d'identifier notre anatomie ne représente que la moitié du défi. Le plus important est de comprendre pourquoi divers traits sont adaptatifs, comment la structure est liée à la fonction ou pourquoi les traits anatomiques restants persistent encore dans notre corps à ce jour. »
Sélection naturelle et variation humaine : les humains évoluent-ils toujours ?
La variabilité humaine est attribuée à une combinaison de facteurs environnementaux et génétiques, notamment le statut social, l'origine ethnique, l'âge, la nutrition, la qualité de vie, l'accès aux soins de santé, au travail et à la profession, etc. Comme indiqué au chapitre 1, l'anthropologie apporte de nombreuses informations sur la construction sociale de la race et les impacts des catégories raciales sur la vie des gens. Ce chapitre met l'accent sur le rôle de la sélection naturelle dans la variation humaine.
Un certain nombre de changements sont associés à l'ère néolithique et à l'essor de l'agriculture il y a environ 10 000 à 8 000 ans. Beaucoup ont noté que les changements survenus au cours de cette période n'avaient pas eu d'effets positifs sur la santé humaine et environnementale. L'hypothèse de l'inadéquation évolutive suggère que notre corps est le mieux adapté aux environnements dans lesquels nous avons passé une grande partie de notre histoire évolutive, qui sont très différents des environnements dans lesquels nous vivons aujourd'hui (Li, van Vugt et Colarelli 2018).
Les humains ont évolué pendant un million d'années en tant que chasseurs-cueilleurs. De nos jours, le corps humain essaie toujours de s'adapter au régime alimentaire essentiellement à base de céréales issu de l'agriculture, un régime caractérisé par une moindre diversité et des niveaux nutritionnels inférieurs à ceux d'un chasseur-cueilleur classique. L'adaptation incomplète à ce changement a rendu les personnes vulnérables à un certain nombre de maladies et de carences nutritionnelles. L'intolérance au lactose en est un excellent exemple. La domestication du bétail et la consommation de lait de vache ont commencé à l'ère agricole, il n'y a pas si longtemps dans l'histoire de l'évolution. Actuellement, 65 pour cent des humains sont incapables de digérer le lait de vache. Les caries dentaires (caries) constituent un autre problème lié à la modification du régime alimentaire associée à l'agriculture. Les régimes à base de céréales et riches en sucre associés à l'agriculture sont très différents de ceux des chasseurs-cueilleurs. Ni notre corps ni les bactéries présentes dans notre bouche n'ont eu le temps de s'adapter pleinement à ce changement.
Une autre adaptation qui a eu lieu au néolithique est liée à la variation de la pigmentation de la peau. Les humains qui ont quitté l'Afrique pour s'installer en Europe il y a environ 40 000 ans avaient probablement une peau foncée avec des niveaux élevés de mélanine, qui protège contre les rayons ultraviolets. De nouvelles données confirment qu'il y a environ 8 500 ans, les premiers chasseurs-cueilleurs en Espagne, au Luxembourg et en Hongrie avaient également une peau plus foncée. La pigmentation de la peau est une adaptation aux rayons ultraviolets, avec des tons différents offrant différents avantages, en fonction de la distance par rapport à l'équateur. Lorsque les humains ont migré vers l'hémisphère nord, ils ont été exposés à moins de rayons ultraviolets, ce qui a également réduit l'absorption de la vitamine D nécessaire à la solidité des os et à d'autres fonctions immunitaires importantes. Afin de compenser cette perte et de permettre une plus grande exposition aux rayons ultraviolets, la pigmentation de la peau est devenue plus claire.
Un autre exemple de variation humaine résultant de l'adaptation à l'environnement peut être observé chez les populations autochtones des Andes, du Tibet et des hauts plateaux éthiopiens. Chacun de ces trois groupes fait face au même défi environnemental, vivant dans un environnement pauvre en oxygène, et ils ont répondu par des adaptations uniques. Les Tibétains compensent les faibles niveaux d'oxygène en respirant plus par minute que les personnes vivant au niveau de la mer. Les personnes vivant à haute altitude dans les Andes présentent des concentrations d'hémoglobine plus élevées dans le sang que les autres personnes. Les Éthiopiens vivant à des altitudes comprises entre 9 800 et 11 580 pieds ne présentent aucune de ces adaptations. L'explication de la manière dont les montagnards éthiopiens prospèrent dans leur environnement reste un mystère.
Mini-activité de terrain
Identifiez le fossile
Imaginez que vous venez de découvrir un fossile d'hominine présentant certaines des caractéristiques listées ci-dessous. Écrivez chacune des caractéristiques sur une carte et mélangez-les. Ensuite, en travaillant en groupe, décidez quelles caractéristiques appartiennent au groupe Homo et lesquelles appartiennent au groupe Australopithèque. Quel nom scientifique (genre/espèce) lui donneriez-vous et quels critères avez-vous utilisés ? (Remarque : il s'agit d'un véritable fossile d'hominine !)
Ressources supplémentaires
Chronologie visuelle et cartes
L'Atlas de l'évolution humaine a dressé une carte interactive conviviale sur le développement de l'Homo sapiens.
La chronologie interactive de l'évolution humaine du Smithsonian Institute fournit un aperçu interactif des principaux jalons et des aires de répartition des espèces.
Coévolution des poux et des humains
David Reed, conservateur associé des mammifères au Florida Museum of Natural History, explique ses recherches au grand public.
Le Smithsonian Magazine explore les causes et les avantages possibles de la perte de cheveux chez l'homme.