Les premières données d’ADN humain ancien à l’échelle du génome du Soudan révèlent de nouvelles informations sur l’ascendance et l’organisation sociale des personnes qui vivaient il y a plus de 1 000 ans dans la vallée du Nil, un important carrefour génétique et culturel.
Communication Nature a publié les analyses de l’ADN de 66 individus d’un site de l’ancienne Nubie connu sous le nom de Kulubnarti, situé sur le Nil au Soudan, juste au sud de la frontière égyptienne.
« Avant ce travail, il n’y avait que trois anciens échantillons disponibles à l’échelle du génome, provenant d’Egypte, pour l’ensemble de la vallée du Nil », explique la première auteure Kendra Sirak, qui a commencé le projet en tant que doctorante à l’Université Emory. « Et pourtant, la région était, et est toujours, une partie du monde incroyablement importante en termes de mouvement, de rencontre et de mélange de personnes. »
Sirak était le dernier étudiant diplômé de feu George Armelagos, ancien professeur d’anthropologie à Emory et pionnier dans le rapprochement des disciplines de l’archéologie et de la biologie. Alors qu’il était encore étudiant diplômé dans les années 1960, Armelagos faisait partie d’une équipe qui a fouillé d’anciens squelettes de la Nubie soudanaise, afin que les os ne soient pas perdus à jamais lorsque le Nil a été endigué.
« La Nubie a été un lieu d’habitation humaine pendant des dizaines de milliers d’années », explique Sirak, qui est maintenant chercheur à l’Université Harvard. « Ces anciennes données génétiques aident à combler certaines lacunes majeures dans notre compréhension de qui étaient ces personnes. »
Les 66 individus datent d’il y a 1 080 à 1 320 ans, pendant la période chrétienne de la Nubie soudanaise, avant les changements génétiques et culturels qui se sont produits avec l’introduction de l’islam. Les analyses ont montré comment le pool génétique de Kulubnarti s’est formé au cours d’au moins un millénaire à travers de multiples vagues de mélange, certaines locales et d’autres lointaines. Ils avaient des ancêtres vus aujourd’hui dans certaines populations du Soudan, ainsi que des ancêtres qui étaient finalement d’origine eurasienne occidentale et probablement introduits en Nubie par l’Égypte.
Une conclusion clé est que le statut social n’avait pas de relation étroite avec la parenté biologique ou l’ascendance dans cette population ancienne, qui a vécu pendant une période de changement culturel et social. »
Jessica Thompson, co-auteur principal de l’article
Thompson, un ancien directeur de thèse de Sirak au département d’anthropologie d’Emory, est maintenant à l’Université de Yale.
Les restes des individus provenaient de deux cimetières avec des sépultures de style chrétien qui, selon des preuves antérieures, étaient socialement stratifiées. Dans un cimetière, situé sur une île du Nil, les restes squelettiques portaient plus de marqueurs de stress, de maladie et de malnutrition et l’âge moyen des personnes enterrées était d’un peu plus de 10 ans. En revanche, l’âge moyen au décès dans l’autre cimetière, situé sur le continent, était de 18 ans.
Une hypothèse qui s’est développée à partir de cette preuve squelettique était que le cimetière de l’île était pour une « sous-classe » Kulubnarti, peut-être des ouvriers pour les membres de familles de propriétaires terriens enterrés dans le cimetière du continent. C’était un mystère si la stratification sociale peut s’être développée parce qu’une population venait d’une origine différente.
Une analyse à l’échelle du génome suggère que ce n’était pas le cas – ; les personnes enterrées dans les cimetières séparés provenaient d’une seule population génétique.
« Il semble que les gens de cette région n’aient pas utilisé l’ascendance biologique comme base de différenciation sociale », a déclaré Thompson. « Cela renforce le fait que la division sociale des gens sur la base de leur ascendance génétique est un phénomène récent, sans aucun fondement dans les tendances humaines universelles. »
Une autre découverte clé des analyses génétiques montre que certaines personnes aussi proches que des parents au deuxième degré ont été enterrées de l’autre côté du cimetière. Des exemples de relations au deuxième degré incluent les grands-parents avec les petits-enfants, les tantes et les oncles avec les nièces et les neveux, et les demi-frères et sœurs.
« Cela indique qu’il y avait une certaine fluidité entre les deux groupes de personnes », dit Sirak. « Il n’y avait pas de système de castes intergénérationnel qui signifiait que quelqu’un devait appartenir au même groupe social que tous ses proches. »
Une autre tournure intéressante est qu’une grande partie de l’ascendance d’origine eurasienne au sein de la population provenait de femmes. « Souvent, lorsque vous pensez à l’ascendance et à la façon dont les gènes se déplacent, vous pensez aux hommes qui commercent, conquièrent ou propagent la religion », explique Sirak. « Mais les données génétiques ici révèlent que la mobilité des femmes était vraiment cruciale pour façonner le pool génétique de Kulubnarti. »
Une explication possible est que le Kulubnarti était un système patrilocal, ce qui signifie que les hommes avaient tendance à rester là où ils étaient nés et que les femmes s’éloignaient de leur pays d’origine.
« Les Nubiens de la période chrétienne de Kulubnarti sont fascinants », dit Sirak. « Ils ont survécu dans une région aride, isolée et désolée où la vie n’a jamais été facile. J’aime penser que l’ancienne recherche sur l’ADN donne une nouvelle vie à ces personnes d’il y a 1 000 ans en leur offrant une vision plus nuancée. Lorsque vous étudiez les restes de quelqu’un, son être physique, vous lui devez de raconter l’histoire la plus précise, la plus respectueuse et la plus significative possible. »
Sirak est venu à Emory en tant qu’étudiant diplômé en 2012 pour étudier les ossements humains et la paléopathologie sous Armelagos. À ce moment-là, lui et d’autres membres du corps professoral avaient fait du département d’anthropologie d’Emory une centrale électrique de l’approche bioculturelle du domaine. En particulier, Armelagos, ses collègues et étudiants diplômés ont étudié les restes des Nubiens soudanais pour se renseigner sur les modèles de santé, de maladie et de décès dans le passé.
Une pièce manquante depuis longtemps dans les études de cette population, cependant, était l’analyse génétique. Ainsi, en 2013, Armelagos a envoyé Sirak dans l’un des meilleurs laboratoires d’ADN ancien au monde, l’University College Dublin, avec des échantillons d’os nubiens.
« Je n’avais aucun intérêt pour la génétique », se souvient Sirak, « mais George était un visionnaire qui croyait que l’ADN allait devenir un élément essentiel de la recherche anthropologique. »
Sirak est rapidement devenue accro quand elle a vu comment elle pouvait combiner son intérêt pour les ossements anciens avec les connaissances de l’ADN. Elle a formé des collaborations non seulement à Dublin, mais au département de génétique de la Harvard Medical School et ailleurs, enquêtant sur les mystères entourant les décès remontant à des décennies jusqu’à l’Antiquité.
Armelagos avait 77 ans et était toujours le mentor de Sirak, son dernier étudiant diplômé, lorsqu’il est décédé d’un cancer du pancréas en 2014. Dennis Van Gerven, professeur émérite d’anthropologie à l’Université du Colorado à Boulder, a repris le mentorat de Sirak, avec Thompson. Van Gerven faisait partie du premier groupe d’étudiants d’Armelagos, et il a également passé des décennies à étudier les Nubiens soudanais.
Sirak est restée fidèle à son projet de thèse de doctorat consistant à essayer de collecter suffisamment d’ADN ancien des restes nubiens pour analyse.
« L’ADN ancien est difficile à récupérer dans des zones extrêmement chaudes, car l’ADN a tendance à se dégrader sous l’effet de la chaleur », explique-t-elle.
Cependant, les techniques de séquençage génétique ne cessaient de s’améliorer et Sirak travaillait à la pointe de l’effort. En 2015, alors qu’elle était encore étudiante diplômée d’Emory, elle faisait partie des chercheurs qui ont réalisé qu’une partie particulière de l’os pétreux produisait systématiquement le plus d’ADN. Cet os en forme de pyramide abrite plusieurs parties de l’oreille interne liées à l’audition et à l’équilibre. De plus, Sirak a développé une technique pour percer un crâne et atteindre cette partie particulière de l’os pétreux de la manière la plus non invasive possible, tout en obtenant suffisamment de poudre d’os pour l’analyse de l’ADN. L’utilisation de cette partie de l’os pétreux est maintenant l’étalon-or dans l’analyse de l’ADN antique.
En 2018, Sirak a obtenu son doctorat d’Emory et a ensuite travaillé dans le laboratoire de David Reich, un généticien de la Harvard Medical School spécialisé dans la génétique des populations des humains anciens.
Elle et ses collègues ont continué à repousser les limites de ce qui est possible avec le séquençage de l’ADN ancien. Ils ont réussi à obtenir des échantillons du génome entier des ossements pétreux de 66 Nubiens soudanais, inaugurant une toute nouvelle ère de bioarchéologie pour la vallée du Nil. « Je ne pense pas que nous aurions réussi dans ce travail si nous n’avions pas su nous concentrer sur la partie spécifique de l’os pétreux », a déclaré Sirak.
« C’est incroyable pour moi que George m’ait demandé de me concentrer sur l’ADN ancien en 2012, bien avant que ces techniques ne soient développées », ajoute-t-elle. « Il avait le moyen de faire en sorte que tous ceux qui travaillaient avec lui se sentent vraiment importants et puissants et cela m’a donné la confiance nécessaire pour m’engager sur une voie de pionnier. »
« L’influence de George Armelagos est omniprésente », ajoute Thompson, expliquant qu’il a également conseillé de nombreuses personnes âgées qui l’ont encadrée au début de sa carrière.
Financé par des subventions de National Geographic Explorer, Sirak travaille maintenant avec des collègues soudanais pour recueillir et analyser d’anciens échantillons d’ADN provenant d’autres emplacements géographiques de la vallée du Nil, en approfondissant encore plus son passé, pour ajouter plus de détails à l’histoire de la façon dont les gens se sont déplacés, mélangés et a prospéré dans la région pendant des millénaires.
En tant que dernier étudiant diplômé d’Armelagos -; puis un mentoré de Van Gerven, l’un des premiers étudiants d’Armelagos – ; Sirak a l’impression de boucler un cercle. La publication du présent document est la concrétisation des dernières volontés d’Armelagos pour le projet.
« C’est vraiment spécial pour moi de pouvoir utiliser l’ADN ancien pour s’appuyer sur des décennies de recherches anthropologiques et archéologiques pour la région », a déclaré Sirak. « Je sais que George serait fier et ravi. Je fais maintenant partie de cette incroyable lignée de chercheurs. Et le désir de continuer ce qu’ils ont commencé est une énorme motivation pour moi. »
