La transition entre l'Âge du Bronze et l'Âge du Fer est un des événements les plus importants d'Eurasie. A l'aube du premier millénaire av. JC., des preuves archéologiques attestent de l'émergence de plusieurs cultures nomades dans les steppes entre la région Ponto-Caspienne et l'Altaï. Ces cultures Scythes sont caractérisées par le type de leurs sépultures. Les études paléo-génétiques précédentes ont montré un changement dans la composition génétique des populations de l'Âge du Bronze et celles de l'Âge du Fer, suggérant un remplacement de population. Les raisons du déclin des cultures de l'Âge du Bronze et de l'émergence de celles de l'Âge du Fer dans les steppes sont encore mal comprises. Les archéologues suggèrent des raisons climatiques ou des pressions économiques de leurs voisins de la région Bactro-margienne. Trois hypothèses sur l'origine des Scythes sont actuellement débattues: une origine Ponto-Caspienne, une origine Kazakhe ou plusieurs origines indépendantes issues de différents groupes ethniques. Après l'Âge du Fer, les steppes du Kazakhstan sont le centre de plusieurs empires initiés par les Xiongnu, les Xianbei ou les Perses. Ces événements ont provoqué le déclin des cultures Scythes. Cependant la vie nomade a persisté au Kazakhstan jusqu'aux 15ème et 16ème siècles lorsque trois hordes (Jüz) se partagent la région: Grande jüz, Jüz moyenne, et Petite jüz. Aujourd'hui, les populations Kazakhes conservent leur affiliation tribale et révèrent leur origine nomade.

Guido Alberto Gnecchi-Ruscone et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: Ancient genomic time transect from the Central Asian Steppe unravels the history of the Scythians. Ils ont séquencé le génome de 111 anciens individus du Kazakhstan datés entre 750 av. JC. et 950 ap. JC. et 96 Kazakhes actuels:

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Les auteurs ont réalisé une Analyse en Composantes Principales. La figure ci-dessous à gauche montre que si la population des steppes de l'Âge du Bronze (steppe_MLBA en rose) était très homogène génétiquement, la population du début de l'Âge du Fer (en rouge et vert) se disperse entre les populations occidentales (à gauche) et les populations orientales (à droite). Ces résultats suggèrent un premier flux génétique issu d'Asie de l'est et un second plus léger issu d'une population voisine des anciennes populations du Caucase ou d'Iran:

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Les auteurs ont également réalisé une analyse avec le logiciel ADMIXTURE. La figure ci-dessous montre que les populations de la culture Tasmola et celles de la culture Saka du début de l'Âge du Fer (symboles en rouge ci-dessous) présentent un motif identique dans leur composition génétique. Les anciens individus préalablement publiés du site archéologique d'Aldy Bel suivent le même motif génétique. Ce motif persiste à la fin de l'Âge du Fer dans la culture Pazyryk (symboles jaunes). Il y a cependant des outliers qui montrent un profil génétique différent: ainsi deux individus de la culture Pazyryk, trois individus de la culture Tasmola et trois individus de la culture Korgantas sont déplacés vers les populations d'Asie de l'est

2021_Gnecchi_Figure2D.jpg, mar. 2021

La figure B de la PCA ci-dessus relative à la seconde moitié du premier millénaire av. JC. montre que les individus Saka sont localisés sur un gradient reliant le groupe Tasmola/Pazyryk de la phase précédente aux anciennes populations du Caucase et d'Iran. Ce résultat se retrouve également sur l'analyse ADMIXTURE. Les individus de la culture Sargat sont eux déplacés vers les populations occidentales. A l'exception d'un outlier, les individus de la culture Sarmate forment un groupe homogène encore plus décalé vers les populations occidentales que les individus de la culture Sargat.

Les auteurs ont ensuite utilisé les logiciels qpAdm et qpWave pour modéliser les mélanges génétiques. La source occidentale est le mieux représentée par le groupe des populations des steppes de l'Âge du Bronze Moyen et Récent: steppe-MLBA. La source orientale est le mieux représentée par les individus du site archéologique de Khovsgol situé en Mongolie du nord. Ces deux sources ne suffisent pas à expliquer la composition génétique des Scythes de l'Âge du Fer. Il faut également rajouter une troisième source proche des anciens Iraniens ou des populations du complexe Bactro-margien (BMAC). La proportion de cette troisième source augmente avec le temps. Elle est négligeable chez les individus d'Aldy Bel, autour de 6% chez les individus de la culture Tasmola, autour de 12% chez les individus du site archéologique de Berel de la culture Pazyryk, et entre 13 et 20% chez les Saka. Les sarmates possèdent également entre 15 et 20% de cette troisième composante, mais beaucoup moins d'ascendance orientale et plus d'ascendance occidentale que les autres Scythes. Pour les sarmates et les Sakas du Tian Shan, seule la source BMAC approxime au mieux cette troisième source. Pour les Scythes outliers qui possèdent plus de composante orientale, la source orientale supplémentaire ne correspond plus au groupe de Khovsgol, mais plutôt aux individus du néolithique du site de Devil's Gate situé dans le nord est de l'Asie.

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Parmi les individus du premier millénaire ap. JC. la composante orientale augmente fortement (voir la figure C de la PCA ci-dessus). Les deux individus de l'élite Hun du Kazakhstan et de Hongrie, sont localisés sur ce gradient qui s'étend vers la droite. Cependant les individus du site archéologique de Konyr Tobe dans l'oasis Otyrar située dans le sud du Kazakhstan montrent un profil génétique différent. En effet trois de ces individus se retrouvent proche des individus voisins de Kangju, entre les individus du BMAC et les sarmates. Notamment, un des individus de Konyr Tobe se retrouve fortement déplacé vers les individus du BMAC. De manière intéressante cet individu possède l'haplogroupe du chromosome Y: L1a2 d'origine sud asiatique. Sur la figure ADMIXTURE, cet individu possède une forte composante sud Asiatique en vert clair (10%). Un autre individu de Konyr Tobe est au contraire fortement déplacé vers les populations orientales (50% d'ascendance est asiatique). Un autre groupe situé sur le site Alai Nura dans les montagnes du Tian Shan s'étend le long du gradient Scythe entre les individus des cultures Tasmola/Pazyryk précédentes et les individus de Konyr Tobe.

Les auteurs ont ensuite daté ces mélanges génétiques avec le logiciel DATES. Dans la figure ci-dessous les barres colorées verticales représentent la durée des cultures correspondantes et le symbole plein situé en dessous la date du mélange génétique. Ainsi la formation de la composante Scythe remonte entre 1500 et 1000 av. JC.:

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La date de mélange génétique chez les Sakas du Tian Shan diminue avec le temps, suggérant ainsi un flux de gènes continu en provenance du BMAC. Ce résultat est confirmé chez les individus du site d'Alai_Nura et chez ceux du site de Berel de la culture Pazyryk.

Les Kazakhes contemporains se regroupent ensemble sur la PCA (points noirs sur la figure C ci-dessus). Les individus appartenant aux trois Jüz possèdent la même composition génétique avec la même date de mélange génétique entre 1340 et 1540 ap. JC.

En résumé, cette étude a montré que les Scythes des steppes d'Asie centrale sont issus d'interactions complexes entre les populations locales de l'Âge du Bronze et leurs voisins de l'est et du sud:

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Ainsi il est probable qu'il y est au moins deux origines distinctes pour ces populations. Les groupes de l'est sont issus principalement d'un mélange entre les populations de l'Âge du Bronze des steppes et des populations orientales de Mongolie, avec un faible flux de gènes issu du BMAC. Ces groupes sont probablement originaires de l'Altaï. A l'inverse les sarmates semblent originaires de l'Oural. Au début de notre ère les individus de Konyr Tobe subissent l'influence de l'empire Perse qui leur apporte une composante Iranienne. Les outliers de cette oasis (sud et est asiatique) montrent qu'à l'époque la population était cosmopolite: ce site était une étape importante de la route de la soie.