Histoire des haplogroupes mitochondriaux M1 et U6

Pennarun et al. vient de publier un nouveau papier sur les haplogroupes mitochondriaux nord africains: M1 et U6 intitulé Divorcing the Late Upper Palaeolithic demographic histories of mtDNA haplogroups M1 and U6 in Africa. Le pool génétique nord-africain a subit différentes influences soit sub-saharienne soit du Moyen-Orient. Les haplogroupes mitochondriaux M1 et U6 sont spécifiques à l'Afrique du nord alors que les autres sous-clades des haplogroupes M et U sont connus essentiellement en dehors de l'Afrique. L'histoire archéologique de l'Afrique du nord est composé de différentes cultures. La plus ancienne est la culture atérienne datée de 115.000 à 145.000 ans. La transition du paléolithique moyen au paléolithique supérieur vers 30.000 ans est caractérisée par la culture dabbéenne restreinte géographiquement à la Cyrénaïque en Libye. Ensuite l'expansion ibéro-maurusienne apparait il y a environ 20.000 ans durant le Dernier Maximal Glaciaire. A cette époque là le Sahara est très aride. Par la suite, l'augmentation de l'humidité a pu ouvrir des corridors entre l'Afrique du nord et les zones sub-sahariennes. Il y a environ 11.000 ans apparait la culture Capsienne.
Suivant les spécificités géographiques des haplogroupes mitochondriaux M1 et U6, les études précédentes les ont associé à certaines des populations d'Afrique du nord. Ainsi la plupart d'entre elles les ont associé à un retour en Afrique en provenance de l'Asie du sud-ouest. Ainsi Olivieri et al, 2006, a associé M1 et U6 avec l'arrivée des premiers hommes modernes dans le bassin méditerranéen en provenance d'Asie du sud-ouest il y a 40.000 à 45.000 ans. Olivieri a suggéré que la culture Aurignacienne en Europe et la culture Dabbéenne en Afrique du nord provenait de la même source en Asie du sud-ouest. Ensuite, Forster et Romano, 2007, ont proposé d'associer M1 et U6 à des événements plus récents comme l'arrivée des langages Afro-asiatiques en Afrique du nord.

Dans cette étude un ensemble de 5.700 séquences mitochondriales en Afrique du nord et de l'est, au Proche-Orient, au Moyen-Orient et dans le Caucase a été analysé. 24 nouvelles séquences complètes M1 et 33 nouvelles séquences complètes U6 ont été déterminées afin de raffiner l'arbre phylogéographique de ces deux haplogroupes.
Les résultats montrent ainsi que ces deux haplogroupes sont présents tout le long du bassin méditerranéen, surtout le long de la côte sud. M1 atteint l'Afrique de l'est alors que U6 est plus confiné en Afrique du nord-ouest. Néanmoins ces deux haplogroupes restent confinés dans les zones géographiques où les langues Afro-asiatiques dominent aujourd'hui. Ci-dessous A donne la répartition géographique de M1 et B celle de U6: 2012 Pennarun Figure 1
L'estimation des âges de coalescence a été fait en utilisant soit la méthode de Loogväli basée uniquement sur les mutations synonymes soit celle de Soares. Les résultats donnent un âge de 29.000 ans pour M1 et 35.000 ans pour U6. L'âge des sous-clades principales de M1: M1a et M1b est proche de 20.000 ans soit durant le Dernier Maximum Glaciaire. Par contre l'âge de la sous-clade principale de U6: U6a est plus ancienne: entre 25.000 et 30.000 ans. M1a est situé principalement en Afrique de l'est alors que M1b est situé principalement en Afrique du nord-ouest. U6a est principalement localisé en Afrique du nord-ouest mais U6a2 est principalement présent en Afrique de l'est.
La taille des populations anciennes M1 et U6 au cours du temps a été estimée à l'aide d'une analyse Bayesian Skyline Plots à partir de l'ensemble des séquences complètes: 2012 Pennarun Figure 2
Pour U6, l'expansion commence avec la coalescence de la sous-clade U6a, puis continue à un taux constant. Puis vers 13.000 ans la population reste constante pour se remettre à augmenter il y a 6.000 ou 7.000 ans. Pour M1, l'expansion commence plus tardivement, mais l'accroissement est plus important à deux époques différentes. La première est entre 22.000 et 15.000 ans, la seconde commence vers 10.000 ou 11.000 ans. Il apparait donc improbable que l'histoire de ces deux haplogroupes coïncide.
L'estimation de la corrélation de ces haplogroupes avec l'apparition des langages Afro-asiatiques a été faite à l'aide de tests de corrélation de Mantel. Si on prend ensemble les haplogroupes M1 et U6, ou si on prend l'haplogroupe U6 seul, on ne trouve aucune corrélation. Par contre si on prend l'haplogroupe M1 seul, on trouve une corrélation significative. A l'intérieur de M1, on trouve une corrélation avec la sous-clade M1a mais pas avec M1b.

L'origine de M1 et U6 en Asie du sud-ouest reste spéculative tant que l'on a pas trouvé de sous-clades de ces haplogroupes spécifiques à l'Asie du sud-ouest. De plus il est difficile d'associer l'arrivée de ces haplogroupes en Afrique du nord avec la culture Dabbéenne comme le suggère Olivieri. L'âge de ces haplogroupes est plus consistant avec une association avec la culture ibéro-maurusienne il y a 20.000 ans (M1b et U6a1). De plus rien ne prouve que la culture Dabbéenne se soit diffusée en Afrique du nord-ouest. Enfin l'âge de U6b et M1b1 est compatible avec la diffusion de la culture Capsienne. Un mimétisme des haplogroupes M1 et U6 a été suggéré dans de précédentes études (Gonzalez, Olivieri). Cependant il semble que ce mimétisme ne résiste pas à une analyse des dates de coalescence. U6a est plus vieux que M1a ou M1b d'au moins 10.000 ans. De plus M1 s'étend beaucoup plus géographiquement que U6. Enfin l'analyse BSP montre que les histoires respectives des haplogroupes M1 et U6 sont différentes. Cependant la courbe BSP de U6 doit être prise avec précaution car la moitié des séquences sont européennes.

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