Où est né l’homme moderne? Une réponse moléculaire à la question de nos origines. Marianne Simon – travail réalisé dans le cadre des PPE 2007-2008 ENS Cachan Département BGB

La grande famille des Homininés Grande diversité au sein de la lignée humaine Évolution buissonnante Difficile de savoir qui est un ancêtre et qui est une cousin Cf. Lucy (3,2Ma) Arbre phylogénétique montrant l’arborescence Reconstitution du squelette de Lucy d’après les fossiles découverts en Ethiopie

L’Homme de Néanderthal, ancêtre ou cousin? Appartenance à la lignée humaine: Volume crânien de 1600 cm3 Traces d’une culture (sépulture, signes gravés…) Soins aux personnes blessées Indices de l’existence d’un langage articulé Occupation du territoire: Europe, Moyen-Orient De -300 000 à -28 000 ans avant nos jours Cohabitation avec l’homme moderne pendant les 14 000 dernières années Transition: + généralement, cette question pose le problème de nos origines: d’où venons nous? Mais d’abord qui est ce « nous »? L’homme de Néanderthal appartient-il à nos ancêtre?

Les éternelles questions: Qui suis-je? D’où viens-je? Qui est ce « nous » ? Nous = Homme moderne, individu du genre Homo défini par un « package » de caractéristiques à la fois morphologiques et comportementales Nous = Homo sapiens, espèce particulière Lignée humaine buissonnante: de qui descendons nous? De qui sommes nous « cousins »? C’est-à-dire de quelle population ancestrale sommes nous issus? Où l’homme moderne est il apparu? Les deux théories proposées dans les années 80: Out of Africa Multirégionalisme Néanderthal - 1,7Ma (squelette léger, forme du crâne…), (utilisation d’outils élaborés, symbolisme, indice de langage complexe…).

L’ADN, un témoin des liens de parentés Ressemblances au sein d’une famille: transmission de parent en enfant d’une information guidant la formation de caractères visibles ou non. Information inscrite dans les molécules d’ADN. Ovule Spermatozoïde Mode de transmission de l’information génétique L’ADN dans la cellule animale

L’ADN, un outil pour étudier les liens de parentés C T A G C T T G A T C G A A Structure de l’ADN L’inscription des informations dans l’ADN C T A G A T G C T C G A Techniques d’étude de l’ADN: Prélèvement dans des cellules  multiplication du nombre de molécules  séquençage d’une portion déterminée de l’ADN  comparaison des différentes séquences obtenues Principe de l’étude des liens de parenté par l’ADN: Les individus portant les molécules les plus proches l’une de l’autre partagent le lien de parenté le plus étroit. Evolution de l’information génétique

Arbre reliant les différents types d’ADNmt étudiés (1987). 1987-1991: étude à grande échelle de l’ADN mitochondrial porté par des individus du monde entier Etude de la séquence de molécules d’ADNmt de 147 puis 189 personnes, des 5 continents, par une méthode indirecte puis par une méthode directe. Détermination des « liens de parenté » entre les différentes séquences et construction d’un arbre. Description de l’arbre  existence d’un ancêtre commun, baptisé Eve Estimation de l’âge du plus récent ancêtre commun, grâce au pourcentage de modification de la séquence depuis cet ancêtre. Arbre reliant les différents types d’ADNmt étudiés (1987). Cann, Templeton, Wilson, Nature (1987) Vigilant, Stoneking, Harpending, Hawkes, Wilson, Science (1991)

Généalogie d’un individu λ Quelques précisions sur Eve, plus récente ancêtre commune à tous les hommes par lignée maternelle C’est: La plus récente ancêtre commune à tous les hommes, par lignée maternelle. La seule femme de sa génération. Notre « mère universelle »: bien d’autres ancêtres nous ont légué une information génétique. Ce n’est pas: ♂ ♀ L’Eve mitochondriale Fin d’une lignée d’ADNmt Représentation schématique du devenir des ADNmt portés par Eve et ses contemporaines Généalogie d’un individu λ

Décryptage des résultats: que sait on d’Eve? Eve a dû vivre en Afrique: Eve a dû vivre il y a environ 200 000ans: - Les arbres sont en faveur d’une origine africaine. Les calculs réalisés à partir du degré de divergence entre les différentes séquences estiment l’âge de cette ancêtre commune à environ 200 000 ans. Arbre très simplifié présentant les premières branches de l’arbre de 1991 - On rencontre une plus grande diversité de séquences parmi les africains. Tous les hommes ont un ancêtre commun récent, ayant vécu en Afrique. Une partie de ses descendants a migré sur les autres continents pour donner les différentes populations connues actuellement.  L’Homme est d’origine africaine.

Conclusion: ce que L’ADN nous a appris de nos origines Eve Nous descendons donc d’une population ayant vécu il y a relativement peu de temps en Afrique. Certains descendants de cette population a ensuite migré dans les différentes régions du globe pour donner naissance aux populations actuelles. Les deux théories proposées dans les années 80: Multirégionalisme Out of Africa Néanderthal Eve - 1,7Ma Concernant nos liens de parenté avec l’homme de Néanderthal…. Les premières traces d’occupation de l’Europe par Néanderthal sont datées d’il y a 300 000 ans, or nos ancêtres étaient en Afrique il y a 200 000 ans…