25 mai 2015

Le dernier ancêtre commun de l'humanité: L'ascendance de l'humanité et les arbres, Partie 2.

Dans l'article précédent, nous avons vu que l'Ève mitochondriale et l'Adam Y vivaient il y a entre 100 000 et 300 000 ans, et n'avaient rien à voir avec leurs contreparties bibliques: ce sont les derniers ancêtres communs à toute l'humanité par une chaine ininterrompue de mères, ou de pères, respectivement. 

Nous allons maintenant tenter de dater le vrai dernier ancêtre commun à tous les humains vivants actuellement, sans nous préoccuper du sexe de nos ancêtres. La réponse est très surprenante et remet en cause nos intuitions portant sur notre généalogies et notre parenté avec le reste de l'humanité. Préparez-vous à tuer le raciste qui sommeille en vous, c'est parti!


Partie 2: Les derniers ancêtres communs de l'humanité

L'ancêtre commun le plus récent varie donc pour chaque emplacement de notre génome: c'est l’Ève mitochondriale pour la mitochondrie, et l'Adam Y pour le chromosome Y, mais il y a des millions d'autres morceaux du génomes indépendants les uns des autres, chacun avec son ancêtre commun le plus récent (certain partagent éventuellement le même). Ceci implique que, parmi tous les emplacements du génomes, le bout d'ADN dont l'ancêtre commun est le plus récent marque la limite maximale de l'âge de l'ancêtre commun le plus récent de l'humanité. Par exemple: Si toutes les mitochondries humaines remontent à 150 000 ans, alors on est sûr que le dernier ancêtre commun de l'humanité a au plus 150 000 ans. Mais si on découvrait par exemple que le gène MC1R avait un ancêtre commun datant de  80 000 ans, alors on pourrait rabaisser l'âge du dernier ancêtre commun de l'humanité à au plus 80 000 ans. Ce raisonnement laisse penser que les ancêtres communs à toute l'humanité sont un peu plus jeunes que les ancêtres de la plupart de leurs gènes, mais dans un même ordre de grandeur. 


 Mais c'est faux. En fait, c'est beaucoup moins!

En effet, si partager des gènes implique le partage d'ancêtres humains, l'inverse n'est pas vrai. On peut partager des ancêtres humains sans partager d'ADN.
Les arbres généalogiques humains ne se comportent pas du tout comme les arbres de gènes, et en fait, la génétique n'est de presque aucun secours pour évaluer l'âge du dernier ancêtre commun des Inuits, des Han, des Zoulous, des Fremens et des Tasmaniens. Il nous faut donc maintenant comprendre comment marche la propagation de la descendance dans un arbre généalogique.

 

Le mixeur généalogique

Combien avez-vous de parents? Deux
Combien de grands-parents? Quatre
Combien d'arrières grands-parents? Huit ...

à chaque génération que l'on remonte dans le temps, le nombre d'ancêtres est multiplié par deux. 10 générations en arrière vous avez 2 048 ancêtres, 20 générations en arrière 1 048 576 ancêtres, 32 générations en arrière 8 589 934 592 anc... euh une minute... Oui, quelque chose cloche, c'est plus que le nombre d'humains vivants actuellement! 32 générations humaines font approximativement 1000 ans. Il y avait il donc 8 milliards d'humains sur terre il y a 1000 ans? Non, il y en avait probablement 20 fois moins. Le problème avec ce calcul est que tôt ou tard quand on remonte une généalogie, on finit fatalement par tomber sur un mariage entre cousins!
Cette petite expérience de pensée montre que mixer la descendance commune d'une généalogie dans une population va vite, très vite même. Même si à cause des mariages entre cousins on multiplie par moins de deux le nombre de ses ancêtres à chaque générations, après une trentaine de générations, on est quasiment certain que tout le monde est cousin quelque soit la taille d'une population.  


La rapidité avec laquelle l'ascendance se répand est  plutôt contre intuitive. En 2014, le gouvernement espagnol a offert une possibilité d'obtenir la nationalité espagnole à tous les juifs  descendants de juifs séfarades chassés du royaume en 1492. Il semble que l'annonce ait été faite sans trop d'étude de la question car le gouvernement a annoncé estimer à 150.000 le nombre de candidats potentiels. Or après 500 ans, ou 20 générations humaines, les 200.000 personnes exclues au 15ème siècle sont les ancêtres de l'ensemble des juifs séfarades (qui étaient ciblés par le gouvernement) mais aussi tous les autres juifs du monde (voir (1)), soit entre 13 et 18 millions de personnes. (le projet de loi demandait explicitement que les candidats soient Juifs, sans cela il faudrait rajouter quasiment toute la population d'Europe, d'Afrique du Nord et d'Amérique du Nord).

 

Épidémie mondiale de fraternité

Le seul facteur qui limite l'extension de l'ascendance commune c'est l'isolement géographique (l'isolement culturel pourrait marcher s'il était strict, mais même s'ils sont rares, il y a toujours quelques unions entres religions, castes, ou même entre espèces d’Homo).


On peut voir le problème comme une épidémie : l'ascendance se répand très vite au sein d'une population donnée, mais nécessite l'émigration d'au moins une personne pour commencer à contaminer une autre population. Dès qu'une nouvelle population est touchée, il faut un rien de temps (20 ou 30 générations au plus) pour qu'elle soit totalement contaminée. De proche en proche, l'ascendance peut ainsi se répandre sur toute la planète pour peu qu'il n'existe pas de populations totalement isolées sur des îles inaccessibles depuis des milliers d'années (2). Combien de temps faut-il pour que tous les humains vivants soient contaminés?

Épidémie de zombis ou d'ascendance, c'est un peu la même histoire: ça va vite, il vaut mieux se planquer dans des endroits isolés, mais au final, personne n'en réchappe.

On ne saura jamais la réponse exacte, car ces évènements de migrations rares et de proche en proche ne laissent pas de traces génétiques. Il faut se baser sur des estimations archéologiques de mouvements humains (notamment ceux provocant des naissances! Un détail pas très glamour est que ceux-ci sont en partie constitués par des viols, par exemple lors de guerres et invasions.) et de répartition des population, sur quelques approximations à la louche et un peu de mathématiques... et puis faire le calcul plein de fois en changeant un peu les hypothèses pour voir quelles sont les valeurs possibles.

Une équipe (Rhode & al., 2004) a tenté de simuler des planètes terre habitées par des populations humaines organisées en villes emboitées dans des pays eux-mêmes organisés en continents. Au sein des villes les unions ne sont pas contraintes, les villes d'un même pays échangent beaucoup de migrants (5%), les pays quelques migrants (0.05%), les continents peu de migrants. Les continents diffèrent en leur densité en villes et cette densité varie pour refléter les grandes tendances démographiques qui échangent un faible nombre de migrants par génération.
Une illustration du modèle de Rhode & al. (2004). Chaque carré représente un "pays", doté de villes. La densité en villes varie entre continents.  Les flèches indiques les flux de migrations entre continents, avec nombre de migrant par génération et période historique du flux.

Et la réponse est: il y a seulement environ 3500 ans!
On peut critiquer tous ces détails et les simplifications qui y sont attachées. Certaines augmentent, d'autres réduisent l'estimation de l'âge de l'ancêtre. Cependant, l'ordre de grandeur est assez stable: en changeant les paramètres, les estimations de cet article varient entre 2000 et 3700 ans (2). 

Pour finir, une conclusion subsidiaire de cette publication, déjà discuté plus formellement auparavant (Derrida & al. 2000), est qu'en remontant un peu plus dans le passé, autour de -5000 (c'est à dire il y a 7000 ans), TOUS les humains actuels partagent exactement TOUS leurs ancêtres!
Ou pour le dire autrement: tous les humains qui vivaient il y a 7000 ans et qui ont encore des descendants (environ 80% d'entre eux) sont tous les ancêtres de chaque humain vivant aujourd'hui!

On peut donc s'émerveiller avec les auteurs de cette publication:
"Pour peu que l'on considère l'ascendance en terme généalogique plutôt que génétique, nos résultats suggèrent un fait remarquable: quelque soit notre langage ou la couleur de notre peau, nous partageons des ancêtres qui ont planté du riz sur les rives du Yangtze, qui ont domestiqué les chevaux des steppes Ukrainiennes, qui ont chassé des paresseux géants des forêts d'Amérique et qui ont travaillé pour bâtir la grande pyramide de Khéops." (ma traduction de Rhode & al. (2004), voir (3) pour la version originale)


Donc (même si c'est inapproprié de faire porter des implications morales aux résultats scientifiques) : les enfants, paix, amour et ouverture aux autres.

____________________________________________________________________________________ 

Notes

(1) Malgré un taux de mariage 1000 fois moins élevé entre Séfarades et Ashkénazes, qu'entre individus d'une même communauté. (Weitz 2014) Je découvre juste que ce projet de loi n'a pas fini aux oubliettes. Il semble que le gouvernement ait parié que peu des personnes pouvant réclamer un passeport Européen feraient la démarche au final. Cependant, d'après cet article du New York Time, le gouvernement n'a toujours pas réévalué ses chiffres et compte toujours 150.000 candidats potentiels, alors que 200.000 personnes avaient été exclues et que l'article de Weitz laisse peu de doute sur le nombre réel de personnes concernées.

(2) Il se peut que la Tasmanie soient l'unique emplacement de la planète qui ait tiré l'âge de l'ascendance commune de l'humanité jusqu'à il y a 12 000 ans. Entre -10 000 et le 18ème siècle, il est possible qu'il n'y ait eu aucun contact entre les populations vivant sur l'île et le reste de l'humanité. Cependant, la population était petite, a été décimée par les épidémies à l'arrivée des Européens, et a été "contaminée" par l'ascendance commune lors d'unions (je ne sais pas s'il s'agissait de mariages/unions forcées/viols) avec des Européens. Donc la Tasmanie a (hélas) définitivement fini de reculer l'ascendance commune de l'humanité.

(3) la citation originale: "But to the extent that ancestry is considered in genealogical rather than genetic terms, our findings suggest a remarkable proposition: no matter the languages we speak or the colour of our skin, we share ancestors who planted rice on the banks of the Yangtze, who first domesticated horses on the steppes of the Ukraine, who hunted giant sloths in the forests of North and South America, and who laboured to build the Great Pyramid of Khufu."

Références 

  • Pourquoi tous les Juifs du monde pourraient devenir espagnol. Weitz 2014. Let My People Go (Home) to Spain: A Genealogical Model of Jewish Identities since 1492. PLoS One. 9(1): e85673. :
  • Une tentative de datation du dernier ancêtre commun à toute l'humanité. Rhode & al. 2004.
    Modelling the recent common ancestry of all living humans. Nature 431, 562-566:
Rhode & al. (2004) Modelling the recent common ancestry of all living humans. Nature, 431, 562-566.  http://www.nature.com/nature/journal/v431/n7008/full/nature02842.html

  • Une démonstration plus formelle de pourquoi tout le monde fini par avoir exactement tous les mêmes ancêtres en commun quand on remonte suffisamment loin dans le passé. Derrida & al. 2000. On the Genealogy of a Population of Biparental Individuals. Journal of Theoretical Biology 203, 303–315:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022519300910956

2 commentaires:

  1. Très bon article, deux petites remarques :
    - l'origine des fremens est précisément daté : il s'agit de la première parution de Dune au milieu des années 60 (ou 70).
    - il faut ajouter les sentinelles à votre analyses qui sont isolés du reste de l'humanité depuis 60 000 ans. http://en.wikipedia.org/wiki/Sentinelese_people

    Le deuxième point est la limite de ce genre de modèle qui exclu par pré-supposé les isolats qu'ils aient des origines géographiques (comme les sentinelles) ou culturelles (comme les castes en inde).

    RépondreSupprimer
    Réponses
    1. Merci pour votre commentaire!

      Si l'on concède une porté prophétique aux écrits de Herbert, il faudrait plutôt dire que les fremens ne sont pas encore apparus, ce qui garanti leur ascendance commune avec l'humanité actuelle.

      Concernant l'exclusion a priori des isolats, c'est tout à fait exact, il s'agit d'une hypothèse du modèle. Pour ce qui est des castes ou des religions, je ne connais pas d'exemple d'un isolement strict. Même si les unions sont 1000 (comme c'est observé entre Ashkénazes et Séfarades) ou 1 000 000 (ce qui semble déjà peu réaliste) fois moins fréquent entre groupes qu'au sein des groupes, ça ne suffit pas à empêcher a propagation de l'ascendance en une poignée de générations.

      Pour ce qui est de l'isolement géographique, là, oui, en théorie c'est possible. Le problème, c'est que l'on ne pourra jamais prouver qu'il n'y a eu aucune immigration vers les sentinelles au cours des cinq derniers millénaires (mais on pourrait trouver des signes qu'il y en a eu). Sans connaitre grand chose de cette île, je trouve ça improbable pour des raisons évoquées dans l'article : les expéditions guerrières, la forte probabilité d'extinction d'une population isolée, et le fait qu'il suffit d'un seul accident en 3000 ans. Mais d'accord, soyons prudent: tout le monde partage un ancêtre commun il y a environ 3500 ans, sauf peut-être quelques centaines d'insulaires.

      Supprimer