Généalogie génétique

La région du lac Baïkal en Sibérie est peuplée par l'homme moderne depuis le Paléolithique Supérieur et possède un riche patrimoine archéologique. Les études génétiques dans la région publiées ces dernières années montrent plusieurs mouvements démographiques et mélanges génétiques. L'ancien garçon de Mal'ta vieux de 24.000 ans possède une ascendance Ancient North Eurasian (ANE) largement diffusée en Sibérie à cette époque. Cette ascendance a contribué à la formation génétique des populations Eurasiennes et Amérindiennes. Cette ascendance a été remplacée dans la région du lac Baïkal au début du Néolithique par une ascendance d'Asie du nord-est (NEA), avec une légère résurgence de l'ascendance ANE au début de l'Âge du Bronze d'après une étude de Damgaard. D'autre part la Sibérie a été proposée comme la source de multiples vagues de migration vers l'Amérique dont la première a été initiée par une population fondatrice qui s'est formée il y a 25.000 à 20.000 ans. Cette dernière est représentée par l'ancien individu d'Alaska USR1 vieux de 11.500 ans. De plus l'ancien individu de Kolyma en Sibérie du nord-est et daté de 9800 ans est également un représentant de cette population fondatrice. Enfin le Paléo-eskimo de Saqqaq au Groenland, vieux de 4000 ans est supposé également être venu de Sibérie. Si toutes ces vagues de migrations sont liées à la Sibérie, leur origine reste mal comprise. De plus l'impact de la transformation génomique de l'Eurasie au début de l'Âge du Bronze dans la région du lac Baïkal reste également peu clair.

He Yu et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: Paleolithic to Bronze Age Siberians Reveal Connections with First Americans and across Eurasia. Ils ont séquencé le génome de 19 squelettes issus de dix sites archéologiques de la région du lac Baïkal datés entre le Paléolithique Supérieur et le début de l'Âge du Bronze:



Sur ces 19 individus, il y a quatre femmes et 15 hommes. Les auteurs ont réalisé une Analyse en Composantes Principales pour comparer ces génomes avec d'autres anciens génomes préalablement publiés et à celui de populations actuelles. Dans la figure ci-dessous, les échantillons de cette étude sont représentés par des symboles colorés pleins, alors que les populations actuelles sont représentées en gris et les autres anciens échantillons par des symboles colorés vides ou semi-vides:



La plupart des anciens individus de la région du lac Baïkal se trouvent sur un gradient reliant les individus ANE (Mal'ta et Afontova-Gora au centre) et les individus NEA (Devil's Gate en bas à droite). De manière intéressante l'unique individu du Paléolithique Supérieur de cette étude (disque orange) se situe à côté de l'ancien individu du Mésolithique de Kolyma de Sibérie du nord-est (cercle orange). Il est donc déplacé légèrement vers les populations Amérindiennes par rapport au gradient mentionné juste avant, le long de la seconde composante. Les quatre individus du début du Néolithique (carrés rouges) se regroupent avec les autres individus de cette période de la mème région. Les individus du début de l'Âge du Bronze se séparent en quatre groupes: la majorité se regroupent avec les autres individus de cette période de la même région, déplacés légèrement vers les individus ANE par rapport aux individus du début du Néolithique, deux individus (GLZ001 et GLZ002) sont à l'inverse déplacés vers les individus NEA de Devil's Gate, un individu du site de Kachug (KPT005) est déplacé fortement dans la direction des anciens individus de la culture de Afanasievo (losanges verts vides) le long de la première composante. Enfin un individu du site de Bazaikha (carré bleu) situé à l'ouest de la région du lac Baïkal se retrouve proche des anciens individus de la culture Okunevo.

Les auteurs ont également fait une analyse avec le logiciel ADMIXTURE. Dans la figure ci-dessous les individus de la région du lac Baïkal comportent trois ascendances principales: ANE (en bleu foncé), NEA (en rouge) et Sibérie centrale représentée par les populations actuelles Nganassanes (en violet):



Le passage du début du Néolithique au début de l'Âge du Bronze s'accompagne d'une augmentation des ascendances ANE et Sibérie centrale, alors que les deux individus GLZ001 et GLZ002 ont à l'inverse plus d'ascendance NEA. L'individu BZK002 a un profil similaire à celui des individus de la culture Okunevo avec plus d'ascendance ANE. Enfin l'individu KPT005 possède un forte proportion d'ascendance occidentale (bleu clair des chasseurs-cueilleurs de l'ouest et bleu foncé).

La statistique f3 confirme que l'individu du Paléolithique Supérieur: UKY, comme le Mésolithique de Kolyma en Sibérie du nord-est ont une forte affinité génétique avec les populations de Béringie et Amérindiennes. De plus la statistique f4 montre que l'individu de Kolyma est plus proche des Amérindiens que UKY, et que le Béringien USR1 est plus proche des Amérindiens que Kolyma et UKY. UKY et Kolyma possèdent tous les deux la même proportion d'ascendance ANE: 30%. Ils peuvent être modélisés comme issus d'un mélange génétique entre une population NEA et une population proche des anciens Amérindiens représentés par les anciens individus USR1, ASO du sud ouest de l'Ontario au Canada, et les anciens individus des îles de Californie (California Channel Islands: ESN ci-dessous):



La statistique f3 montre que les populations du début du Néolithique et du début de l'Âge du Bronze de la région du lac Baïkal ont une forte affinité génétique avec les populations actuelles d'Asie du nord-est et de Sibérie. De plus les anciens individus du début de l'Âge du Bronze sont proche génétiquement du Paléo-eskimo Saqqaq. Ils ont plus d'ascendance ANE que les anciens individus du début du Néolithique. En utilisant l'ancien individu d'Afontova-Gora: AG3 comme représentant de l'ascendance ANE et les anciens individus du site de Devil's Gate comme représentants de l'ascendance NEA, les auteurs ont estimé un accroissement de l'ascendance ANE de 14,3% chez les individus du début du Néolithique, à 22,7% chez les individus du début de l'Âge du Bronze. Les auteurs ont estimé la date de mélange génétique entre ANE et NEA dans ces deux populations. Pour les individus du début du Néolithique le mélange a eu lieu 21 générations (environ 600 ans) avant leur existence, alors que pour les individus du début de l'Âge du Bronze il a eu lieu 71 générations (2000 ans) avant eux, soit des événements de mélange génétique qui ont eu lieu entre 8000 et 5500 ans BP. Il est probable que le flux de gènes ait été continu tout le long de cette période.

L'individu KPT005 possède une forte affinité génétique avec les populations occidentales. Il peut être modélisé comme issu d'un mélange génétique entre une populations proche des individus du début de l'Âge du Bronze de la région du lac Baïkal (52 à 58%), et une population des steppes Ponto-Caspiennes (42 à 48%), probablement des individus de la culture Afanasievo:



Les individus GLZ001 et GLZ002 possèdent environ seulement 10% d'ascendance ANE. Ces deux individus sont de l'haplogroupe du chromosome Y C2b1 qui était majoritaire dans la population du début du Néolithique de la région du lac Baïkal, alors que les autres individus du début de l'Âge du Bronze dans cette région sont tous de l'haplogroupe Q1a. Ces deux individus sont peut-être issue d'une population qui a conservé son héritage génétique depuis le début du Néolithique ou des migrants d'une région voisine ayant plus d'ascendance NEA. De manière intéressante ces deux individus datés entre 4556 et 4430 ans, montrent la présence de la bactérie de la peste. Cette bactérie est proche de celle identifiée dans un ancien individu du début de l'Âge du Bronze de la région Baltique (Kunila2 daté entre 4520 et 4290 ans) appartenant à la culture de la céramique Cordée. Ce résultat est intrigant car ces deux individus (GLZ001 et GLZ002), n'ont pas d'ascendance des steppes à l'inverse de tous les autres individus de cette période hébergeant la bactérie de la peste. Au contraire ils ont un surplus d'ascendance NEA. La figure ci-dessous montre l'arbre phylogénétique des différents génomes de la bactérie de la peste identifiée dans des individus de l'Âge du Bronze:



La culture Okunevo est une culture de l'Âge du Bronze localisée à l'ouest du lac Baïkal. Dans cette étude l'échantillon BZK002 est proche génétiquement des individus de la culture Okunevo. Il peut être modélisé comme issu d'un mélange génétique entre une population de la région du lac Baïkal du début de l'Âge du Bronze et une population ANE ou proche de la culture de Botaï qui sont des populations d'Asie Centrale sans ascendance des steppes. D'autre part BZK002 pourrait être un individu représentant la population qui s'est mélangée avec une population des steppes pour former la population de la culture Okunevo. BZK002 est daté autour de 4700 BP, alors que la culture Okunevo est datée 4500 et 3900 BP:



Les dates de mélange génétique sont estimées entre 43 et 23 générations avant l'existence de ces individus, soit entre 6000 et 5000 ans BP pour le mélange entre les populations du Botaï et de la région du lac Baïkal et autour de 17 générations soit entre 5000 et 4500 ans BP pour le mélange avec la population des steppes: