Les origines génétiques des premiers agriculteurs du Néolithique semblaient depuis longtemps situées au Proche-Orient. Une nouvelle étude publiée dans la revue Cell montre que les premiers agriculteurs représentaient en réalité un mélange de groupes de chasseurs-cueilleurs de l'ère glaciaire, qui s'étaient répandus du Proche-Orient jusqu'au sud-est de l'Europe. Des chercheurs de l'Université de Berne et du SIB Institut Suisse de Bioinformatique, ainsi que de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence et de l'Université de Fribourg ont participé à cette étude. La méthode qu'ils ont mise au point pourrait permettre de révéler d'autres modèles d'évolution humaine avec une résolution inégalée.
Les premiers signes de l'agriculture et d'un mode de vie sédentaire apparaissent dans le « Croissant fertile », une région du Proche-Orient où les populations ont commencé à s'installer et à domestiquer les animaux et les plantes il y a environ 11 000 ans. La question de l'origine de l'agriculture et du sédentarisme occupe les chercheurs depuis plus de 100 ans : l'agriculture s'est-elle répandue à partir du Proche-Orient par diffusion culturelle ou par migration ? Les analyses génétiques de squelettes préhistoriques ont jusqu'à présent soutenu l'idée que les premiers agriculteurs européens descendaient de populations de chasseurs-cueilleurs d'Anatolie. Si cela peut bien être le cas, cette nouvelle étude montre que les origines génétiques du néolithique ne peuvent être clairement attribuées à une seule région. Une dynamique démographique inattendue et complexe s'est produite à la fin de la période glaciaire, qui a conduit à la constitution génétique ancestrale des populations qui ont inventé l'agriculture et un mode de vie sédentaire, c'est-à-dire les premiers agriculteurs néolithiques.
Les premiers agriculteurs sont apparus à la suite d'un processus de métissage qui a débuté il y a 14 000 ans
Des analyses précédentes avaient suggéré que les premiers Néolithiques étaient génétiquement différents des autres groupes humains de cette époque. On savait peu de choses sur leurs origines. Nina Marchi, l'une des premières auteures de l'étude, de l'Institut d'écologie et d'évolution de l'Université de Berne et du SIB, explique : « Nous constatons aujourd'hui que les premiers agriculteurs d'Anatolie et d'Europe sont issus d'un métissage entre des chasseurs-cueilleurs d'Europe et du Proche-Orient. » Selon les auteurs, le processus de métissage a commencé il y a environ 14 000 ans, suivi d'une période de différenciation génétique extrême qui a duré plusieurs milliers d'années.
Une nouvelle approche pour modéliser l'histoire des populations à partir de squelettes préhistoriques
Cette recherche a été rendue possible grâce à la combinaison de deux techniques : la production de génomes anciens de haute qualité à partir de squelettes préhistoriques, associée à une modélisation démographique des données obtenues. L'équipe de recherche a inventé le terme « modélisation démogénomique » pour désigner cette technique. « Il est nécessaire de disposer de données génomiques de la meilleure qualité possible afin que les dernières méthodes statistiques génomiques puissent reconstruire les processus démographiques subtils des 30 000 dernières années avec une haute résolution », explique Laurent Excoffier, l'un des auteurs principaux de l'étude. Laurent Excoffier est professeur à l'Institut d'écologie et d'évolution de l'Université de Berne et chef de groupe au SIB. Il a lancé le projet en collaboration avec Joachim Burger de l'université Johannes Gutenberg de Mayence et Daniel Wegmann de l'université de Fribourg. Nina Marchi ajoute : « Il ne suffit pas de comparer la similitude de différents génomes anciens pour comprendre comment ils ont évolué. Nous avons dû reconstituer aussi précisément que possible l'histoire réelle des populations étudiées. Cela n'est possible qu'à l'aide de statistiques génétiques complexes sur les populations. »
Vers un modèle général de l'évolution de la population humaine
Les données génétiques issues de fossiles (squelettes) sont très endommagées et doivent être traitées en conséquence à l'aide de la bioinformatique, comme l'explique Daniel Wegmann, de l'Université de Fribourg et chef de groupe au SIB: « La reconstruction haute résolution de la préhistoire des Européens n'a été possible que grâce à des méthodes que nous avons spécialement développées pour analyser les génomes fossiles anciens. » Joachim Burger ajoute : « Grâce à ces approches, nous avons non seulement élucidé les origines des premières populations néolithiques du monde, mais nous avons également établi un modèle général de l'évolution des populations humaines en Asie du Sud-Ouest et en Europe. »
« Bien sûr, des lacunes spatiales et temporelles subsistent, et cela ne signifie pas la fin des études sur l'évolution de l'homme dans cette région », conclut Laurent Excoffier. Le programme de recherche de l'équipe est donc déjà défini : elle souhaite compléter son modèle démographique avec des génomes des phases ultérieures du néolithique et de l'âge du bronze afin de fournir une image de plus en plus détaillée de l'évolution humaine.
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Reference(s)
Marchi, Winkelbach, Schulz, Brami et al., Les origines génomiques des premiers agriculteurs au monde, Cell (2022)
© Image de la bannière : Joachim Burger / JGU
