La formule de base de notre nouvelle méthode d’inférence est présentée. L’image représente une peinture de falaise, illustrant la population d’ancêtres humains se rassemblant pour survivre au danger inconnu dans l’obscurité lors de l’ancien goulot d’étranglement sévère. Crédit : Institut de nutrition et de santé de Shanghai, CAS
Une nouvelle méthode permettant de déduire la taille d’une population ancienne a révélé un grave goulot d’étranglement au sein de la population humaine, qui a presque anéanti toute chance pour l’humanité telle que nous la connaissons aujourd’hui.
Une lacune inexpliquée dans les archives fossiles d’Afrique et d’Eurasie peut désormais être expliquée grâce à une équipe de chercheurs de Chine, d’Italie et des États-Unis. En utilisant une nouvelle méthode appelée FitCoal (processus de coalescence rapide en temps infinitésimal), les chercheurs ont pu déterminer avec précision les inférences démographiques en utilisant des séquences génomiques humaines modernes provenant de 3 154 individus. Ces découvertes indiquent que les premiers ancêtres humains ont traversé un goulot d’étranglement grave et prolongé au cours duquel environ 1 280 individus reproducteurs ont pu maintenir une population pendant environ 117 000 ans. Bien que cette recherche ait éclairé certains aspects des ancêtres du Pléistocène inférieur et moyen, de nombreuses autres questions restent sans réponse depuis la découverte de ces informations.
La méthodologie FitCoal
Un grand volume de séquences génomiques a été analysé dans cette étude. Cependant, « le fait que FitCoal puisse détecter l’ancien goulot d’étranglement grave avec même quelques séquences représente une avancée majeure », déclare l’auteur principal Yun-Xin Fu, généticien théorique des populations au Centre des sciences de la santé de l’Université du Texas à Houston.
Les chercheurs publieront leurs résultats en ligne dans Science le 31 août 2023 (heure normale de l’Est de l’Amérique). Les résultats déterminés à l’aide de FitCoal pour calculer la probabilité des séquences du génome actuel ont révélé que les premiers ancêtres humains ont connu des pertes de vies extrêmes et, par conséquent, une perte de diversité génétique.
L’écart fossile d’hominidés africains et la période estimée de fusion des chromosomes sont indiqués à droite. Crédit : Sciences
Interpréter l’écart fossile
« L’écart entre les archives fossiles africaines et eurasiennes peut s’expliquer par ce goulot d’étranglement au début de l’âge de pierre de manière chronologique. Cela coïncide avec cette période proposée de perte significative de preuves fossiles », explique l’auteur principal Giorgio Manzi, anthropologue à l’Université Sapienza de Rome. Les raisons suggérées pour expliquer ce déclin de la population ancestrale humaine sont principalement climatiques : les événements glaciaires à cette époque entraînent des changements de températures, de graves sécheresses et la perte d’autres ressources naturelles. espècespotentiellement utilisées comme sources de nourriture pour les humains ancestraux.
Diversité génétique et évolution humaine
Les répercussions de ce goulot d’étranglement sont stupéfiantes. On estime que 65,85 % de la diversité génétique actuelle pourrait avoir été perdue en raison de ce goulot d’étranglement au début et au milieu du Pléistocène, et la période prolongée de nombre minimal d’individus reproducteurs menaçait l’humanité telle que nous la connaissons aujourd’hui. Cependant, ce goulot d’étranglement semble avoir contribué à un événement de spéciation où deux chromosomes ancestraux pourraient avoir convergé pour former ce qui est actuellement connu sous le nom de chromosome 2 chez l’homme moderne. Grâce à ces informations, le dernier ancêtre commun a potentiellement été découvert pour les Dénisoviens, les Néandertaliens et les humains modernes (Homo sapiens).
Découvrir de nouvelles questions
Nous savons tous qu’une fois qu’une question reçoit une réponse, d’autres questions surgissent.
« Cette nouvelle découverte ouvre un nouveau champ dans l’évolution humaine car elle évoque de nombreuses questions, telles que les endroits où ces individus ont vécu, comment ils ont surmonté les changements climatiques catastrophiques et si la sélection naturelle pendant le goulot d’étranglement a accéléré l’évolution du cerveau humain. « , déclare l’auteur principal Yi-Hsuan Pan, spécialiste en génomique évolutive et fonctionnelle à l’Université normale de Chine orientale (ECNU).
Maintenant qu’il y a des raisons de croire qu’une lutte ancestrale a eu lieu il y a entre 930 000 et 813 000 ans, les chercheurs peuvent continuer à creuser pour trouver des réponses à ces questions et révéler comment une si petite population a persisté dans des conditions vraisemblablement délicates et dangereuses. La maîtrise des incendies, ainsi que le changement climatique pour devenir plus hospitalier pour la vie humaine, auraient pu contribuer à une augmentation rapide de la population il y a environ 813 000 ans.
« Ces résultats ne sont qu’un début. Les objectifs futurs de ces connaissances visent à dresser un tableau plus complet de l’évolution humaine au cours de cette période de transition du Pléistocène inférieur au Pléistocène moyen, ce qui, à son tour, continuera à percer le mystère de l’ascendance et de l’évolution humaines précoces », déclare l’auteur principal LI Haipeng, généticien théorique des populations et biologiste informatique à l’Institut de nutrition et de santé de Shanghai, Académie chinoise des sciences (SINH-CAS).
Cette recherche a été dirigée conjointement par Haipeng Li du SINH-CAS et Yi-Hsuan Pan de l’ECNU. Leurs collaborateurs, Fabio Di Vincenzo de l’Université de Florence, Giogio Manzi de l’Université Sapienza de Rome et Yun-Xin Fu du Centre des sciences de la santé de l’Université du Texas à Houston, ont apporté d’importantes contributions aux résultats. Les premiers auteurs de la recherche sont Wangjie Hu et Ziqian Hao, anciens étudiants/stagiaires au SINH-CAS et à l’ECNU. Ils sont actuellement affiliés à l’école de médecine Icahn du mont Sinaï et à la première université médicale du Shandong et du Shandong. Académie des Sciences Médicales, respectivement. Pengyuan Du du SINH-CAS et Jialong Cui de l’ECNU ont également contribué à cette recherche.
