Goulets génétiques

Faible diversité génétique

La diversité génétique est moins grande chez les humains que chez les autres primates. Les variations constatées sur les gènes mitochondriaux ou sur ceux des chromosomes Y sont plus importantes au sein d'une seule bande de chimpanzés que sur l'ensemble de la population humaine mondiale !

Cela s'explique en partie par le fait que notre espèce, Homo Sapiens, est passée par une série de goulets d'étranglements. A plusieurs reprises, sa population a fortement décliné, du fait de sècheresses, de famines et d'épidémies, provoquant une réduction du stock génétique se perpétuant sur plusieurs générations. Lorsque la population augmente à nouveau après de telles crises, tous les descendants portent les copies d'un même ensemble limité de gènes. Le nombre d'hommes modernes pourrait avoir chuté jusqu'à seulement 10000 individus. Le départ d'Afrique des hommes modernes correspond à une autre goulet d'étranglement, lié précisément à la migration. En fait, la population mondiale pourrait descendre tout entière d'un groupe fondateur d'une cinquantaine de personnes.

Des ancêtres communs

Outre l'étude des fossiles, les paléontologues disposent pour établir la filiation de l'homme moderne d'un outil performant : l'étude de l'ADN. Les chercheurs travailent plus particulièrement sur l'ADN des mitochondries (organites cellulaires qui ne sont transmis que par l'ovule de la mère; ces sources d'énergie présentes dans chaque cellule comportent leurs propres gènes) et celui des chromosomes Y. Nous héritons en effet nos gènes mitochondriaux de nos seules mères, et nos chromosomes Y de nos seuls pères. Les uns et les autres subissent des mutations de leur ADN à un taux à peu près défini. En étudiant les mutations de cet ADN au sein de la population mondiale, les scientifiques ont reconstitué notre arbre généalogique. A sa racine se trouve "l'’Ève mitochondriale", datée de 150.000 ans. Elle n'est pas le premier Homo Sapiens mais l'ancêtre féminin commun le plus récent que l'on connaisse.

Les chromosomes Y contiennent davantage d'ADN et révèlent donc une image plus détaillée. L'étude de leurs mutations a permis de retrouver "l'Adam Y chromosomique", le plus récent ancêtre commun à tous les hommes de la planète, qui vécut probablement entre 90.000 et 60.000 ans.

La méthode a aussi permis de dresser la carte du peuplement du monde par l'homme moderne.

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Eve mitochondriale

Ce qui caractérise "l’Ève mitochondriale" est qu'elle est l'ancêtre par lignée maternelle uniquement. De sa génération, seule l'Ève mitochondriale a produit une chaîne ininterrompue de filles jusqu'à aujourd’hui, et elle fut la seule de laquelle tous les humains vivants descendent en ligne maternelle. Les mitochondries des autres femmes de son époque ont disparu, n'ayant pas été transmises à au moins une fille. Cela ne veut pas dire qu'elles n'ont pas de descendance ; les autres femmes ont bel et bien eu une descendance faite d'hommes et de femmes, mais pas de lignée maternelle pure.

Adam Y chromosomique

Il s'agit d'un homme plus récent, ayant engendré une lignée ininterrompue de mâles qui sont les aïeux de tous les hommes de la terre. L'Adam Y-chromosomique remonte seulement à la moitié du temps écoulé depuis Ève (autour de 75.000 ans). Ceci veut dire qu’un autre goulot d’étranglement, outre celui lié à Ève, a affecté le lignage humain après elle.

Coup de froid sur l'humanité

Il y a 74.000 ans, l'explosion d'un volcan indonésien, le Toba, a modifié le climat de la Terre. Selon l'anthropologue américain Stanley Ambrose, de l'université d'Illinois (Etats-Unis), c'est tout le genre humain qui a joué sa survie.

Dans l'île de Sumatra (Indonésie), une éruption volcanique a dévasté des dizaines de milliers de kilomètres carrés alentours. Durant 14 jours, le mont Toba, un super-volcan du nord de l'île, a piqué une colère mémorable expulsant 2800km3 de roches et de cendres quand son sommet s'est effondré. De quoi ensevelir la ville de Londres sous deux kilomètres de cailloux. Une grande partie de cette matière est retombée sur le sol après avoir été éjectée. Mais l'immense panache volcanique, haut de 25 à 50km, a injecté dans l'atmosphère au moins 800km3 de cendres, ainsi que des gaz, notamment du dioxyde de soufre. [A titre de comparaison, l'explosion du Krakatau en 1883, n'a éjecté "que" 15km3 de roches dans l'atmosphère]. Porté par les courants, cet énorme nuage s'est dispersé tout autour de la planète. Les cendres sont restées en suspension quelques mois avant de retomber sur une grande zone située entre le sud de la Chine et la mer d'Oman. Le dioxyde de soufre, en revanche, a réagi avec les molécules d'eau contenues dans l'atmosphère pour se transformer en petits cristaux d'acide sulfurique.
Ensemble, ces fines particules ont formé une couche opaque qui a non seulement réfléchi les rayons du soleilmais aussi absorbé sa chaleur. Durant toutes les années où elles sont restées dans l'atmosphère, elles ont réussi à faire baisser les températures moyennes de la Terre entière de 3 à 5 °C, la plongeant dans un hiver volcanique. La planète s'est donc refroidie pendant six longues années. Elle a même conservé des températures basses pendant encore 1000 ans parce qu'au même moment s'amorçait une nouvelle période glaciaire, l'une de ces phases globales de refroidissement qui touchent régulièrement la Terre.

Moins de 10.000 individus

Stanley Ambrose soutient que cet événement a décimé la majeure partie des Homo Sapiens de l'époque, dont nous sommes les descendants directs. Nous avons beau être plus de 6 milliards aujourd'hui, nos gènes sont bigrement semblables. L'explication de ce phénomène a un nom : goulot d'étranglement de l'évolution. Autrement dit, il y a eu une réduction importante de la population humaine pendant la préhistoire. Comme les généticiens ont daté ce goulot d'étranglement de la même époque que la gigantesque éruption de Toba, la conviction de Stanley Ambrose est ferme : avec le changement climatique qui suivit l'éruption, la population d'humains modernes a été réduite à 10.000 individus seulement !