Généalogie génétique

La géographie du bassin des Carpates en fait un carrefour entre l'Europe du sud-est et l'Europe centrale. Les vallées fertiles du Danube et de ses affluents offrent des conditions optimales pour l'installation des habitats préhistoriques et pour faciliter leurs réseaux de communication et d'échange. Dans cette région le début de l'Âge du Cuivre est caractérisé par la diffusion d'innovations technologiques comme la métallurgie, la roue et le wagon. A la fin du Néolithique entre 4900 et 4500 av. JC., de grands tells abritent les habitats couvrant des superficies pouvant aller jusqu'à 60 ou 80 hectares. Ces sites hébergeaient une forte densité de population qui pouvait monter à plusieurs milliers de personnes. Ces habitats ont été utilisés jusque vers 4500 ou 4450 av. JC. De profonds changements interviennent dans cette région à la transition avec l'Âge du Cuivre. Les gros habitats sont remplacés par de nombreux hameaux dispersés. Si à la fin du Néolithique les morts sont enterrés à l'intérieur de l'habitat, au début de l'Âge du Cuivre on voit apparaitre des cimetières, à l'écart des habitats. Des changements interviennent également au niveau du style de la céramique. L'analyse du mobilier funéraire révèle des disparités de richesse et des différentiations sociales importantes entre individus. Ces changements ont été interprétés par différents facteurs: migrations, changements économiques ou climatiques ou réorganisations sociales internes au moment de la transition entre la fin du Néolithique et l'émergence de l'Âge du Cuivre.

Anna Szécsényi-Nagy et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: Ancient DNA reveals diverse community organizations in the 5th millennium BCE Carpathian Basin. Ils ont analysé le génome de 125 anciens individus datés entre la fin du Néolithique et le début de l'Âge du Cuivre dans le bassin des Carpates (entre 4800 et 3900 av. JC.). Deux sites sont datés de la fin du Néolithique: Aszód-Papi földek et Polgár-Csőszhalom, et deux sites de l'Âge du Cuivre: Tiszapolgár-Basatanya et Urziceni-Vamă. Les auteurs ont également incorporés quelques individus des sites de l'Âge de Cuivre de Budapest-Albertfalva-Hunyadi János út, Iváncsa-Lapos, et Rákóczifalva-Bagi föld site 8:



Les auteurs ont réalisé une Analyse en Composantes principales pour comparer ces génomes à d'autres anciens génomes préalablement publiés. Dans la figure ci-dessous, les échantillons de la fin du Néolithique sont extraits dans l’aparté carré en haut, alors que ceux de l'Âge du Cuivre sont extraits dans l'aparté carré en bas, les deux apartés situés à droite de la PCA générale:



La figure ci-dessus montre que les échantillons de la fin du Néolithique du bassin des Carpates possèdent peu d'ascendance des chasseurs-cueilleurs. Ils se situent en position intermédiaire entre les fermiers d'Anatolie et les fermiers de l'ouest de l'Europe. Les échantillons de l'Âge du Cuivre de la plaine Hongroise (triangles bleus) sont plus homogènes que ceux de Roumanie, notamment ceux du site d'Urziceni-Vamă (disques jaunes). Ainsi sur ce dernier site, les auteurs ont identifié huit outliers dont certains sont décalés vers les pasteurs des steppes et d'autres vers les populations d'Anatolie. De manière générale cette analyse montre une forte continuité génétique dans la région entre la fin du Néolithique et le début de l'Âge du Cuivre malgré l'arrivée d’individus externes.

Les auteurs ont ensuite utilisé le logiciel qpAdm pour déterminer les proportions d'ascendance de ces génomes entre différentes sources: fermiers d'Anatolie ANF, chasseurs-cueilleurs de l'est (EHG) ou de l'ouest (WHG). En moyenne, la proportion d'ascendance ANF est de 88%. La proportion d'EHG est plus faible dans les populations de la fin du Néolithique et plus importante dans les populations de l'Âge du Cuivre. Les deux populations des sites de la fin du Néolithique: Aszód-Papi földek et Polgár-Csőszhalom peuvent être modélisées comme descendant directement des population du Néolithique moyen de la région en accord avec leur position similaire sur la PCA. Dans les populations de l'Âge du Cuivre, 24 sur 30 individus du site de Basatanya peuvent être modélisés comme descendant directement de la population de la fin du Néolithique de Polgár-Csőszhalom. A Urziceni-Vamă, 28 individus sur 50 peuvent être modélisés comme descendant directement d'une population locale du Néolithique moyen. Les auteurs ont aussi mis en évidence l'arrivée d'une ascendance des chasseurs-cueilleurs du Caucase (CHG) chez certains individus.

Les auteurs ont ensuite analysé les segments d'homozygotie (ROH). Ainsi dans les deux communautés de la fin du Néolithique, il y a une seule occurrence d'une union entre cousins germains. Dans les communautés de l'Âge du Cuivre deux individus du site d'Urziceni-Vamă et six individus du site de Basatanya montrent un nombre important de longs segments d'homozygotie suggérant des unions consanguines entre cousins:



Les segments d'homozygotie plus court (entre 4 et 8cM) suggèrent une faible taille de la population de ces communautés de l'Âge du Cuivre, notamment sur le site de Basatanya qui montre un déclin de cette population à l'Âge du Cuivre. A l'inverse la taille de la population des sites de la fin du Néolithique était plus importante.

Les auteurs ont ensuite étudié les segments IBD (identity by descent) afin de mettre en évidence des réseaux de connections entre individus intra ou inter sites. Le résultat obtenus sur différents sites du bassin des Carpates mais aussi de France, de Pologne et de Bohême est représenté dans la figure ci-dessous. Le plus grand nombre de liens par noeud est obtenu pour la population de Basatanya la plaçant ainsi au cœur de ce réseau:



De plus certains individus du site de Urziceni-Vamă (en jaune ci-dessus) ne montrent aucune connexion. Ce sont les outliers identifiés plus haut. On retrouve également des connexions entre des individus du site de la fin du Néolithique de Polgár-Csőszhalom avec des individus du site de l'Âge du Cuivre de Basatanya suggérant une forme de continuité de la population dans la région à la transition entre le Néolithique et l'Âge du Cuivre.

Sur le site de Basatanya, les auteurs ont mis en évidence trois réseaux de relations biologiques dont deux ont permis de reconstituer un arbre généalogique. Ces réseaux permettent de relier les sépultures à différents endroits du cimetière. La famille A est situé à l'ouest du cimetière. Dans cette famille l'haplogroupe du chromosome Y: I2a-L1316/Z161 se retrouve sur trois générations et a été détecté également sur le site de Polgár-Csőszhalom de la fin du Néolithique. Ce lignage se retrouve chez 10 des 16 hommes du site de Basatanya. La famille B est associé aux sépultures de style Bodrogkeresztúr. elle comprend une mère et ses deux fils, ainsi que trois individus familialement plus éloignés: sépultures 59, 76 et 122. De manière intéressante, la sépulture 76 est de style Tiszapolgár permettant de montrer un lien familial entre ces deux styles de céramique:



Tous les hommes des familles A et B ont des valeurs des isotopes du strontium locales, alors que les hommes sans relation familiale ont des valeurs isotopiques non locales.

Sur le site d'Urziceni-Vamă, les auteurs ont mis en évidence onze réseaux de relations biologiques. Le style de poteries contenues dans les sépultures n'est pas corrélé strictement avec les différentes familles identifiées:



Les haplogroupes mitochondriaux sont très variés sur le site d'Urziceni-Vamă. Les haplogroupes du chromosome Y sont représentés par C2a d'origine Mésolithique, H2 et G2a d'origine Néolithique et R1b d'origine des pasteurs des steppes.

En conclusion cette étude à mis en évidence une continuité génétique dans la région à la transition entre la fin du Néolithique et le début de l'Âge du Cuivre, malgré les changements culturels. Accompagnant ce phénomène les communautés de l'Âge du Cuivre deviennent plus isolées et la consanguinité apparait. La différence dans l'organisation mise en évidence entre les sites de Basatanya et d'Urziceni-Vamă suggère que ce dernier site devait être le cimetière d'une plus grande population ayant plus de connexions avec les régions voisines, alors que le cimetière de Basatanya était plus fermé à la population locale de plus petite taille.