Généalogie génétique

Les populations de l'Asie Intérieure sont remarquablement diverses bien que principalement structurées le long de trois gradients reflétant différentes zones écologiques et géographiques. Les récentes études de paléo-génomique ont permis de reconstruire les différents processus démographiques de la région au cours du temps qui ont contribué à la diversité génétique actuelle. Cependant le passé des chasseurs-cueilleurs et leur héritage actuel demeure moins bien compris.

Haechan Gill et ses collègues viennent de publier un papier intitulé: Ancient genomes from eastern Kazakhstan reveal dynamic genetic legacy of Inner Eurasian hunter-gatherers. Ils ont analysé le génome de 21 anciens individus issus du site archéologique de Koken localisé à l'est du Kazakhstan dans le haut bassin de la rivière Irtysh situé dans les contreforts des montagnes de l'Altaï, et datés entre le début du Néolithique (entre 5477 et 5222 av. JC.) et la fin de l'Âge du Bronze (entre 1875 et 1407 av. JC.):



Les deux individus du début du Néolithique sont les plus vieux restes humains du Kazakhstan, alors que les tumulus de l'Âge du Bronze sont associés à la culture Andronovo. Les auteurs ont réalisé une Analyse en Composantes Principales pour comparer les génomes de cette étude à d'autres génomes préalablement publiés. Comme attendu les deux individus du début du Néolithique du site de Koken (symbole carré et losange jaune) ont des profils génétiques très différents de celui des individus de l'Âge du Bronze du même site (symbole rond et triangle jaune):



Les deux premiers sont situés sur le gradient vert des chasseurs-cueilleurs de Sibérie reliant les Anciens Nord Eurasiens (ANE) et les Anciens Paléo-Sibériens (APS). A l'inverse les individus de l'Âge du Bronze forment un groupe avec les anciens individus de l'Âge du Bronze d'Asie centrale appartenant à la culture Andronovo à l'intersection des gradient rouge et violet à gauche de la figure. Ils possèdent beaucoup plus d'affinité génétique avec les populations actuelles d'Eurasie occidentale. Il y a cependant parmi eux deux outliers dont un est situé sur le gradient violet et l'autre sur le gradient rouge décalé vers les Anciens Nord Eurasiens. Ces individus atypiques reflètent potentiellement une histoire de mélange génétique entre les chasseurs-cueilleurs locaux et les pasteurs d'Eurasie occidentale arrivant dans la région.

Les deux individus du début du Néolithique sont deux hommes reliés au second degré. Ils peuvent être oncle et neveu ou deux demi-frères. Ils partagent l'haplogroupe du chromosome Y: N. La distribution des segments IBD exclut une relation grand-père/petit-fils, ou une relation entre deux cousins. Comme ils sont séparés sur le gradient vert, cela implique une relation familiale entre des individus aux profils génétiques distincts, plus ou moins proches des populations ANE et APS. L'utilisation du logiciel qpAdm montre que Koken_EN1 peut être modélisé comme issu d'un mélange génétique entre Koken_EN2 (75,7%) et une population d'Anciens Paléo-Sibériens (symboles rouges), ou bien Koken_EN2 est issu d'un mélange génétique entre Koken_EN1 (78%) et une population de chasseurs-cueilleurs de l'île de Sosnoviy (triangles gris pointe vers le bas) près de la ville de Novosibirsk, et datée de 6000 ans.

Les auteurs ont remarqué que les anciens individus positionnés sur la PCA sur le gradient vert ne sont pas uniformément répartis, mais se regroupent plutôt en clusters associés chacun au bassin d'une rivière. Ainsi en gris, on a des individus appartenant au bassin des rivières Tobol ou Ishim dans l'ouest de la Sibérie et dont le cours est parallèle. Ensuite on a un groupe des anciens individus localisés à l'ouest du bassin de la rivière Irtysh représentés par les carrés et losanges vert, puis un second groupe des anciens individus localisés à l'est du bassin de la rivière Irtysh représentés par les triangles verts. Le dernier cluster regroupe les anciens individus localisés dans le bassin de la rivière Ob proche des montagnes de l'Altaï et Saïan et représentés par des symboles orange:



Les auteurs ont ensuite utilisé le logiciel qpAdm afin de modéliser le génome des anciens individus à partir des ascendances ANE, EHG (chasseurs-cueilleurs de l'est) et APS représentés dans la figure ci-dessous respectivement par un individu de l'Âge du Bronze du bassin du Tarim (Tarim_EMBA1), un chasseur-cueilleur du site de Yuzhniy Oleniy Ostrov en Carélie (UOO_M) et l'Ancien Paléo Sibérien: irk030. La figure ci-dessous montre que l'ascendance EHG décroit de l'ouest vers l'est, alors que dans le même temps l’ascendance APS augmente:


Comme Koken_EN1 est le plus ancien individu du bassin de la rivière Irtysh avec très peu d'ascendance EHG et Mergen6_HG le plus ancien individu du bassin de la rivière Tobol sans ascendance APS, les auteurs ont essayé de modéliser tous les anciens individus des rivières Tobol et Irtysh à partir du profil génétique de ces deux individus:



Les auteurs ont ensuite analysé le génome des anciens individus du site archéologique de Koken datés de l'âge du Bronze. Sur la PCA ils se regroupent avec tous les autres individus de la steppe des cultures Sintashta et Andronovo. Le logiciel qpAdm permet de modéliser ces individus comme issus d'un mélange génétique entre une population des pasteurs de la culture Sintashta (95%) et une population de chasseurs-cueilleurs locaux (5%). Le meilleur résultat est obtenu en prenant l'individu Koken_EN1.

Les deux anciens individus atypiques parmi ceux du site de Koken de l'âge du Bronze montrent que les pasteurs des steppes se sont mélangés dans une faible mesure aux populations locales le long de leurs voies de dispersion. Ainsi le premier incorpore un flux de gènes ANE dans son génome, alors que le second incorpore un flux de gène venus de l'Asie de l'est.