Trois nouvelles études sur l'ADN bouleversent l'histoire de l'homme dans les Amériques



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Crânes et autres restes humains de P.W. La collection de Lund de Lagoa Santa, au Brésil, conservée au Musée d’histoire naturelle du Danemark.
Image: Musée d'histoire naturelle du Danemark

C’est un grand jour pour les archéologues et tous ceux qui s’intéressent à l’histoire des premiers colons américains. Les résultats de trois nouvelles études sur la génétique – toutes publiées aujourd'hui – présentent un portrait fascinant, mais complexe, des premiers peuples d'Amérique du Nord et du Sud, et de la manière dont ils se sont répandus et diversifiés sur deux continents.

Notre compréhension de la première colonisation des Amériques était simple. Aujourd’hui, ce n’est pas le cas.

On nous a dit que les premiers migrants en Amérique du Nord se sont déversés sur le continent à la fin du dernier âge glaciaire, il ya environ 15 000 ans, soit en marchant le long de la côte ouest et / ou par une route terrestre intérieure. Finalement, cette population s'est retrouvée au sud d'une immense calotte glaciaire couvrant l'Amérique du Nord d'un océan à l'autre. À partir de là, les scientifiques ont supposé que, lorsque les populations se déplaçaient vers le sud, certains groupes se séparaient pour ne plus se revoir. Peu à peu, cette migration et cette dispersion vers le sud ont entraîné le peuplement des Amériques.

Mais comme le suggèrent les nouvelles recherches publiées aujourd’hui, c’est bien plus compliqué que cela. Les humains, comme nous le savons tous, ne sont pas si prévisibles.

L'extérieur du site d'abris rocheux de Lapa do Santo au Brésil.
Image: André Strauss

Deux articles sur la génétique étroitement liés, l'un publié dans Science et l'autre dans Cell, décrivent le mouvement des premiers humains se propageant à travers les Amériques, s'aventurant à la fois vers le sud et le nord et se mêlant parfois aux populations locales. Le troisième article, publié dans Science Advances, montre ce qui est arrivé à un groupe de migrants qui ont décidé de s’établir chez eux dans les Andes, ce qui les a conduits dans une trajectoire évolutive unique.

Le document scientifique, dirigé par David Meltzer du département d’anthropologie de la Southern Methodist University de Dallas et par l’archéologue Eske Willerslev, qui occupe des postes à l’Université de Cambridge et à l’Université de Copenhague, retrace la propagation des êtres humains du sommet de l’Alaska à la pointe de l'Amérique du Sud, une région connue sous le nom de Patagonie. Leur analyse présente un tableau complexe de l'expansion et de la diversification sur les deux continents.

En séquençant et en analysant 15 génomes anciens découverts dans l'ensemble des Amériques – dont six datant de plus de 10 000 ans -, ces chercheurs ont déterminé qu'il y a environ 8 000 ans, les ancêtres des Amérindiens étaient toujours en mouvement et migraient hors de la Méso-Amérique (ce qui est aujourd'hui Mexique et Amérique centrale) vers l’Amérique du Nord et du Sud. Ces groupes se sont déplacés rapidement et de manière inégale, se mêlant parfois avec les populations locales, compliquant encore plus le tableau génétique et historique.

La similarité génétique étroite observée entre certains des groupes étudiés suggère une vitesse de migration rapide à travers l'Amérique du Nord et du Sud.

"C’est quelque chose que nous soupçonnons à cause des découvertes archéologiques, mais c’est fascinant de le faire confirmer par la génétique", a déclaré Meltzer dans un communiqué. «Ces résultats impliquent que les premiers peuples étaient hautement qualifiés pour traverser rapidement un paysage totalement inconnu et vide. Ils avaient un continent à eux et parcouraient de grandes distances à une vitesse vertigineuse. ”

L'équipe de Meltzer et Willerslev, qui comprenait des dizaines de chercheurs d'institutions du monde entier, a également identifié une population auparavant inconnue dotée d'un marqueur génétique distinctement australasien, une découverte très surprenante. Découvert sur le site archéologique de Lagoa Santa, cet individu a vécu il y a environ 10 400 ans dans l'actuel Brésil. Les chercheurs n'ont pas été en mesure de détecter le marqueur génétique australasien dans aucun des autres échantillons étudiés, y compris ceux trouvés en Amérique du Nord.

Il est très peu probable que cette population ait quitté l’Australie ou l’Indonésie pour l’Amérique du Sud. Au contraire, ce groupe s'est probablement dirigé vers le nord à partir de son point d'origine, en s'aventurant à travers la Chine et la Sibérie. Cette population n’a probablement pas passé trop de temps en Amérique du Nord, pour finalement s’introduire en Amérique du Sud, tout en ne laissant aucune trace génétique de leur périple – mis à part ce spécimen isolé de Lagoa Santa. Meltzer et Willerslev ne savent pas si cette population est arrivée avant ou après les ancêtres des Amérindiens. Cette découverte présente maintenant un mystère très intrigant, car ce groupe pourrait bien être le premier humain à atteindre l'Amérique du Sud.

«Si nous supposons que la route migratoire qui a amené cette ascendance australasienne en Amérique du Sud a traversé l’Amérique du Nord, les porteurs du signal génétique sont entrés dans une population structurée et sont allés directement en Amérique du Sud où ils se sont ensuite mêlés à de nouveaux groupes entrants, ou ils sont entrés plus tard », a déclaré Peter de Barros Damgaard, un généticien de l'Université de Copenhague, dans un communiqué. «Pour le moment, nous ne pouvons pas déterminer lequel de ces problèmes pourrait être correct, nous laissant devant des preuves extraordinaires d'un chapitre extraordinaire de l'histoire humaine! Mais nous allons résoudre ce casse-tête. "

L'archéologue Eske Willerslev (au centre) avec Donna et Joey, deux membres de la tribu Fallon Paiute-Shoshone.
Image: Linus Mørk, Magus Film

Un autre résultat intriguant est venu de l’analyse de la momie Spirit Cave, un squelette de 10 600 ans impliqué dans un litige et une controverse scientifique.

Cette momie naturelle a été découverte en 1940 dans le Grand Désert du Nevada et les scientifiques ont du mal à comprendre son origine. La tribu Fallon Paiute-Shoshone, un groupe d'Amérindiens vivant au Nevada près de Spirit Cave, a déclaré que les restes appartenaient à leurs ancêtres. en conséquence, ils ont demandé la possession du spécimen en vertu de la loi sur la protection et le rapatriement des tombes des Amérindiens. Cette demande a été refusée car l'origine de la momie de Spirit Cave a été contestée, menant à une bataille juridique de 20 ans. La situation a changé il y a deux ans lorsque la tribu a autorisé Willerslev à effectuer une analyse ADN sur le spécimen. Son analyse a montré que le squelette est en effet lié à la tribu Fallon Paiute-Shoshone, annulant ainsi une théorie de longue date selon laquelle un groupe de Paléoaméricains existait en Amérique du Nord avant les Amérindiens.

Appelée Hypothèse Paléoaméricaine, cette théorie est apparue au 19ème siècle. L’explorateur danois Peter W. Lund a théorisé au 19ème siècle que les restes qu’il avait étudiés n’étaient pas des Amérindiens, mais des membres d’une autre population, surnommée les Paléoaméricains. Il parvint à cette conclusion en analysant la forme des anciens crânes.

"Notre étude prouve que Spirit Cave et Lagoa Santa étaient en fait génétiquement plus proches des Amérindiens contemporains que de tout autre groupe ancien ou contemporain séquencé à ce jour", a déclaré Willerslev dans un communiqué. "Regarder les bosses et les formes d'une tête ne vous aide pas à comprendre le véritable héritage génétique d'une population – nous avons prouvé que vous pouvez avoir des gens qui ont un aspect très différent mais qui sont étroitement liés."

L’analyse de Willerslev a été réalisée il y a deux ans, date à laquelle le spécimen a été renvoyé dans la tribu Fallon Paiute-Shoshone. Une cérémonie d'inhumation privée a eu lieu plus tôt cette année, en présence de Willerslev. La tribu a publié cette déclaration aujourd'hui:

La tribu a beaucoup d'expérience avec les membres de la communauté scientifique, principalement négative. Cependant, une poignée de scientifiques ont semblé comprendre le point de vue de la tribu et Eske Willerslev en faisait partie. Il a pris le temps de se familiariser avec la tribu, nous a tenus au courant du processus et était disponible pour répondre à nos questions. Sa nouvelle étude confirme ce que nous avons toujours su de notre tradition orale et d'autres preuves: l'homme pris de son lieu de repos final dans Spirit Cave est notre ancêtre amérindien.

Les migrations vers l’Amérique du Nord et du Sud n’étaient pas aussi simples que nous le pensions. Ce graphique montre les voies de migration possibles, telles que proposées par la nouvelle étude Cell.
Image: Posth et al./Cell

L'étude Cell, dirigée par David Reich, généticien à la faculté de médecine de Harvard et au Howard Hughes Medical Institute, et par Cosimo Posth, archéologue à l'Institut Max Planck pour la science de l'histoire humaine, a utilisé un ADN de haute qualité pour identifier deux migrations d'Amérique du Nord vers l'Amérique du Sud.

"La grande majorité des études génétiques a proposé qu'un seul [group of closely related people] en Amérique centrale et du Sud », a déclaré Posth à Gizmodo. "En analysant l'ADN de 49 vestiges humains anciens d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud, il y a entre 11 000 et 3 000 ans, nous avons appris que de multiples mouvements de population sont nécessaires pour expliquer le pool de gènes, ancien ou actuel, d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud". Il ajoute que "le peuplement de l'Amérique centrale et de l'Amérique du Sud était non seulement rapide mais également accompagné de vagues multiples, dont certaines ont disparu et d'autres qui ont laissé un fort impact génétique jusqu'à aujourd'hui."

La première de ces deux migrations jusqu'alors inconnues montre que le peuple Clovis, qui vivait en Amérique du Nord il y a environ 11 000 ans, a eu un impact plus important que prévu jusqu'alors sur les régions du sud. Cette migration relie les individus les plus âgés du Chili, du Brésil et du Belize, datant d'il y a 11 000 à 9 000 ans, à la culture Clovis.

"Cela suggère que, de manière surprenante, l'ascendance génétique des personnes qui ont produit la culture Clovis s'est étendue plus au sud", a déclaré Posth.

Cependant, cette ascendance a été entièrement remplacée il y a environ 9 000 ans par un autre groupe ancestral, qui a laissé une population durable qui existe à ce jour dans plusieurs régions d'Amérique du Sud. Comment ou pourquoi ce groupe lié à Clovis a été si complètement remplacé est un mystère complet.

La deuxième migration de population, jusqu'alors inconnue, est liée à l’arrivée dans le sud du Pérou et le nord du Chili d’une lignée génétique liée à des individus anciens des îles Anglo-Normandes de la Californie. Cette expansion de la population s’est produite il ya au moins 4 200 ans, mais elle s’est peut-être produite beaucoup plus tôt que cela.

«Il se pourrait que cette ascendance soit arrivée en Amérique du Sud des milliers d’années auparavant et que nous n’ayons tout simplement pas été démontrée auparavant», a déclaré Nathan Nakatsuka, assistant de recherche au laboratoire du Reich à la Harvard Medical School et co-auteur principal du livre. étudier, dans un communiqué. «Il existe des preuves archéologiques que la population dans la région centrale des Andes s'est considérablement accrue il y a environ 5 000 ans. La dispersion de sous-groupes particuliers lors de ces événements peut expliquer pourquoi nous détectons cette ascendance par la suite. »

Dans l'idéal, les chercheurs aimeraient trouver de l'ADN datant de plus de 11 000 ans et acquérir également de l'ADN de régions du nord de l'Amérique du Sud et des Caraïbes, ce qui est absent dans cette étude. Les chercheurs ne savent pas vraiment comment les individus de ces régions sont liés à ceux analysés dans la nouvelle étude.

Emplacement d'anciens échantillons près du lac Titicaca, à 3 812 mètres d'altitude, dans l'actuel Pérou et la Bolivie.
Image: J. Lindo et al., 2018 / Progrès de la science

L'étude Science Advances, dirigée par l'anthropologue John Lindo de l'Université Emory, a analysé la préhistoire génétique des personnes vivant dans les hauts plateaux andins, depuis environ 7 000 ans jusqu'aux contacts avec l'Europe.

L’équipe de Lindo a étudié sept restes humains découverts dans la région du lac Titicaca, dans les hauts plateaux andins du Pérou, qui datent d’entre 6 800 et 1 400 ans. Ces génomes ont ensuite été comparés aux génomes d'individus qui vivaient à la fois dans la plaine et dans la montagne, à l'époque préhistorique et moderne, ce qui a permis à l'équipe d'identifier toute adaptation physique survenue avant l'arrivée des Européens il y a environ 500 ans.

Des preuves archéologiques suggèrent que ce groupe a commencé à occuper les hautes terres andines il y a environ 12 000 ans. La nouvelle preuve génétique montre ce qui s'est passé. Semblable aux anciens habitants du plateau tibétain, ce groupe s'est rapidement adapté aux altitudes extrêmes en altitude, gagnant ainsi en résistance aux températures froides, au manque d'oxygène et aux rayons UV.

Fascinant, les montagnards andins ont également acquis la capacité de digérer la pomme de terre, une culture domestiquée dérivée de tubercules sauvages.

"Nous voyons une configuration différente d'un gène associé à la digestion de l'amidon dans l'intestin grêle – MGAM – dans les échantillons du génome agricole andin ancien agricoles, mais pas chez les chasseurs-cueilleurs le long de la côte", a déclaré Lindo dans un communiqué. "Cela suggère une sorte de co-évolution entre une culture agricole et l'homme."

Les chercheurs ont également documenté un déclin de la population moins important que prévu suite à l'arrivée des Européens et de leurs maladies associées. Ailleurs, en Amérique du Nord et du Sud, les populations autochtones ont connu un déclin de leur population allant jusqu'à 90%. Le taux de mortalité parmi les montagnards andins était toutefois plus proche de 30%. Pour expliquer cela, les chercheurs soulignent une mutation fortuite parmi les habitants des montagnes, un gène immunitaire en corrélation avec la variole, qui pourrait avoir conféré un effet protecteur. Un autre facteur très probable, cependant, était l'emplacement éloigné de cette population. L'environnement de montagne rude pourrait avoir protégé ce groupe des Européens et de leurs maladies associées, affirment les chercheurs.

«La génétique montre que les débuts de la population des Amériques sont plus compliqués que les modèles génétiques antérieurs», a déclaré à Gizmodo Ben Potter, professeur d'anthropologie à l'université d'Alaska Fairbanks, non affilié aux nouvelles études. «C’est quelque chose que nous avons conclu à partir des archives archéologiques complexes, mais pour lequel nous ne pouvions pas établir de lien direct avec les populations génétiques».

Potter a dit que les données génétiques sont merveilleuses, mais elles ne nous racontent pas toute l’histoire. Contrairement à la génétique, l'archéologie peut sécuriser les échéances et les lieux géographiques, tout en montrant la continuité et les changements technologiques, les stratégies d'adaptation et les liens matériels et culturels à travers le temps et l'espace. Potter a déclaré que les nouvelles études permettront de "développer des modèles beaucoup plus complexes et réalistes", mais que ce processus "nécessitera une collaboration avec des archéologues et des généticiens".

Les nouvelles études sont vraiment fascinantes, mais elles semblent poser plus de questions que de réponses. Il ne fait aucun doute que davantage de preuves archéologiques seront nécessaires pour résoudre certains mystères persistants et récemment introduits – mais il ne fait aucun doute que la génétique jouera un rôle important.

[Science, Science Advances, Cell]
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