Dans une récente étude publiée dans la revue Natureles chercheurs explorent les différences entre divers modèles démographiques en utilisant des statistiques basées sur la diversité et le déséquilibre de liaison.
Étude: Une tige faiblement structurée pour des origines humaines en Afrique. Crédit d’image : JuliusKielaitis / Shutterstock.com
Sommaire
D’où vient l’espèce humaine ?
Des études antérieures ont indiqué que la population mondiale provenait probablement d’une seule population ancestrale en Afrique et pouvait être retracée à l’aide d’un modèle arborescent. Cependant, les archives fossiles et archéologiques obtenues dans toute l’Afrique n’ont pas confirmé cette théorie.
La plupart des modèles génétiques supposent un modèle arborescent d’isolement avec migration; cependant, d’autres théories, y compris la calescence et la fragmentation de la population ou des modèles de tremplin, ont également été proposées. De plus, les progrès récents de la génomique ont permis à de nouveaux outils de génétique des populations d’incorporer une population «fantôme» pour améliorer les descriptions des données génétiques et leur relation avec les modèles à origine unique. Néanmoins, ces modèles sont également associés à certaines limitations, renforçant ainsi le besoin d’échantillons d’ADN anciens datant d’au moins 300 000 ans (ka) pour comprendre pleinement la civilisation primitive en Afrique.
À propos de l’étude
Dans un effort pour élucider l’origine de Homo sapiens, les chercheurs de l’étude actuelle ont utilisé le déséquilibre de liaison et les statistiques basées sur la diversité pour faire la distinction entre les différents modèles qui ont été utilisés pour étudier l’évolution de l’espèce humaine.
Les quatre modèles considérés dans l’étude actuelle comprenaient l’expansion d’une seule population, l’expansion d’une seule population avec persistance régionale, le mélange d’hominines archaïques et l’évolution multirégionale, ainsi que 290 génomes d’individus d’Afrique australe, orientale et occidentale et d’Eurasie. De plus, des échantillons d’individus britanniques du projet 1000 Genomes ont également été inclus pour représenter le flux de gènes de retour vers l’Afrique et le récent mélange colonial en Afrique du Sud. Les génomes des Néandertaliens de la grotte de Vindija en Croatie ont également été inclus dans l’analyse pour représenter le flux de gènes des Néandertaliens vers des zones en dehors de l’Afrique.
Modélisation des modèles de migration et de diversité
Des modèles avec et sans migration entre les populations souches ont été considérés pour étudier deux types de flux de gènes pendant la phase d’expansion. Dans le premier modèle, une population souche se développe et migre symétriquement avec les autres populations souches. Comparativement, dans le second modèle, une ou plusieurs populations souches se développent et reçoivent des événements instantanés « d’impulsion » d’autres populations souches. Cela conduit par la suite à la formation de populations récentes suite à des fusions de diverses populations ancestrales.
Les deux modèles couramment utilisés sont les modèles de migration continue et de fusion multiple, qui permettent tous deux la migration entre les branches de la tige. Cependant, ces modèles varient principalement dans la divergence précoce des populations de tiges et leur taille effective relative de population (Ne).
Selon le modèle de migration continue, la tige 1 diverge en lignées qui conduisent aux populations actuelles en Afrique australe, occidentale et orientale, tandis que la tige 2 fournit une ascendance variable à ces populations. La population Mende présente la plus forte migration de la tige deux, par rapport aux populations Nama et d’Afrique de l’Est.
Les individus Nama présentaient une signature génétique unique, différente des autres populations africaines. Cette observation indique que la population Nama a un niveau élevé de diversité génétique, qui peut être soutenu par sa situation géographique unique à la pointe sud de l’Afrique, qui n’a peut-être pas connu le même niveau de dérive démographique que les autres populations africaines.
Plusieurs études ont noté une diminution des taux de coalescence d’il y a 1 million d’années à 100 ka chez l’homme, ce qui peut avoir augmenté Ne au cours de la même période. Cette augmentation du Ne déduit pourrait être due soit à une augmentation de la taille de la population, soit à la structure ancestrale de la population observée au Pléistocène moyen.
Les modèles, tels que le modèle d’origine unique, reproduisent une élévation ancestrale présumée de Ne de 100 ka à 1 million d’années. L’augmentation de Ne au cours de cette période est responsable du succès du modèle d’origine unique, tandis que les modèles les mieux ajustés n’identifient aucun changement dans la taille de la population mais suivent toujours le même schéma.
Les taux relatifs de coalescence croisée (RCCR) sont une nouvelle méthode pour estimer la divergence de population en comparant les taux de coalescence entre deux cohortes à la coalescence moyenne au sein de la population. Cependant, les estimations médianes du RCCR étaient de mauvaises approximations de la divergence de la population, car elles sous-estimaient le temps de divergence de près de 50 % ou plus, et la migration récente pouvait entraîner un mauvais ordre des événements de divergence. Ainsi, les évaluations RCCR qui ne correspondent pas à plusieurs paramètres, tels que le flux génétique, doivent être évaluées avec prudence.
conclusion
Des modèles de tige faiblement structurés ont été trouvés pour expliquer les schémas de polymorphismes en suggérant que des contacts continus ou récurrents se produisaient entre deux groupes ou plus présents en Afrique. Cette observation contredit directement les modèles de population unique ou de mélange d’hominines archaïques ; par conséquent, la diversité génétique actuellement présente dans toute l’Afrique est probablement due au faible flux génétique de diverses populations ancestrales sur des centaines de milliers d’années.
De plus, les restes fossiles qui ont été obtenus à partir de populations ancestrales coexistantes sont probablement à la fois génétiquement et morphologiquement similaires. En fait, les chercheurs pensent que seulement 1 à 4 % environ de la différenciation génétique identifiée au sein de la population humaine moderne est due à la dérive génétique des populations souches.
