Problème — Reconstituer une histoire de peuplement à partir d'ADN

L'histoire humaine lue dans son génome · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Problème — Reconstituer une histoire de peuplement à partir d'ADN.

Un laboratoire compare l'ADN mitochondrial de quatre populations actuelles : africaine (Af), proche-orientale (PO), européenne (Eu) et amérindienne (Am). On note le nombre de différences nucléotidiques entre populations : Af--PO : 8 ; PO--Eu : 5 ; PO--Am : 12 ; Eu--Am : 17 ; Af--Eu : 13 ; Af--Am : 20. La diversité interne est maximale en Af et minimale en Am.

Proposez un scénario de peuplement compatible avec ces données.

Corrigé

Le nombre de différences nucléotidiques entre deux populations augmente avec le temps écoulé depuis leur séparation : plus il est élevé, plus la divergence est ancienne (ou plus le trajet a été long).

La diversité maximale en Afrique et minimale en Amérique indique une origine africaine, avec appauvrissement progressif de la diversité au fur et à mesure des migrations (effet fondateur successif).

L'examen des distances suggère un enchaînement : la population africaine est la souche d'origine ; une partie a migré vers le Proche-Orient (Af--PO faible : $8$ ). Depuis le Proche-Orient, une branche a peuplé l'Europe (PO--Eu très faible : $5$ , donc séparation récente) et une autre a poursuivi vers l'Asie puis l'Amérique (PO--Am : $12$ , Eu--Am : $17$ , valeurs plus élevées traduisant un trajet plus long et une séparation plus ancienne d'avec les Européens).

Le scénario cohérent est donc : origine en Afrique, sortie d'Afrique vers le Proche-Orient, puis divergence en deux routes, l'une vers l'Europe, l'autre vers l'Asie et l'Amérique. Les fortes distances impliquant l'Amérique (Af--Am : $20$ ) confirment qu'elle a été peuplée en dernier, au terme du plus long trajet, ce qui est cohérent avec sa faible diversité interne.