L’homme aussi évolue

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Auteurs: Evelyne Heyer et Patrick Pasquet (Professeurs, MNHN)

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Pouvons-nous affirmer que l’homme est un animal qui évolue comme les autres ? Différents traits de caractères humains évoluent conjointement avec la culture de l’homme. Voici quelques exemples apportant des éléments de réponse.

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La tolérance au lactose

La lactase est une enzyme intestinale qui permet de digérer le lactose dans le lait. Elle est en général inactivée chez les mammifères après le sevrage. Pourtant, dans certaines populations humaines, 80% des adultes ont une lactase active. Depuis les années 70, il est connu que cette tolérance au lactose se retrouve dans les populations d’éleveurs qui consomment beaucoup de lait frais.

Le scénario admis est que, dans ces populations, le changement alimentaire induit par la domestication a créé un nouvel « environnement » qui a donné un avantage sélectif aux individus qui pouvaient digérer le lait. La nature de cet avantage est encore débattue ; les hypothèses courantes étant : une meilleure absorption de calcium, une résistance à la déshydratation…

La fréquence du phénotype « tolérance au lactose » varie de 90% au Nord de l’Europe à 50% au Sud, elle est faible dans les populations non pastorales en Asie et en Afrique (1% en Chine, 5-20% chez les agriculteurs de l’Afrique de l’Ouest). Elle atteint des fréquences élevées en Afrique chez les Pasteurs-Eleveurs (90% chez les Tutsi, 50% chez les Peuls).

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fréquences de la tolérance au lactose

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On connaît depuis peu les mutations responsables de ce phénotype, la mutation « européenne » et la mutation la plus fréquente en Afrique sont différentes. Il existe donc plusieurs mutations indépendantes qui ont créé le même phénotype. C’est un exemple d’évolution convergente. De plus, les nouveaux outils de la génétique des populations ont permis de dater le moment où cette mutation a commencé à augmenter en fréquence : pour chacune des mutations on retrouve des dates qui sont cohérentes avec ce que l’on connaît en archéologie de la domestication des animaux d’élevage.

En parallèle, une étude génétique sur les bovins a démontré qu’en Europe, les zones de forte fréquence de la tolérance au lactose sont les mêmes que les zones de forte diversité génétique des protéines du lait et que cette diversité s’expliquerait par les pratiques d’élevage. On a donc aussi une coévolution homme/animal

La tolérance au lactose est un des exemples les mieux documenté d’évolution bio-culturelle : c’est un changement culturel, ici la pratique de l’élevage, qui induit un changement biologique en modifiant l’environnement sélectif de certains gènes. Il démontre bien l’importance dans notre évolution des pratiques culturelles et la grande vitesse à laquelle ces changements peuvent induire des modifications biologiques.

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La domestication des plantes 

Dans plusieurs zones du monde lors de la transition Néolithique, des changements techniques, dont la domestication des plantes, ont entraîné des explosions démographiques et donc des changements dans la diversité génétique des populations. Un des changements les plus rapides est celui qui a eu lieu en Amérique grâce à une nouvelle technique: le traitement du maïs par des alcali (chaulage). Cette technique – adoptée par les populations amérindiennes consommatrices de maïs – renforce spectaculairement les qualités nutritives de la céréale par l'augmentation de la biodisponibilité en niacine (vitamine B3 ou PP) et en acides aminés (lysine notamment). Ainsi cette technique semble avoir eu un rôle déterminant dans l'avènement de la culture intensive du maïs il y a 6000 ans en Mésoamérique faisant passer rapidement les populations Amérindiennes du stade de chasseurs-cueilleurs nomades, à celui d'agriculteurs sédentarisés.

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La consommation du manioc

Le manioc est un tubercule qui intervient à la fois directement et indirectement sur la structure génétique des populations qui le consomment par l'intermédiaire des glycosides cyanogéniques résiduels qu'il contient. La consommation des glycosides cyanogéniques confère un avantage de viabilité aux porteurs à l'état hétérozygote de l'allèle HbS, codant pour l'hémoglobine S, présente dans l'anémie falciforme – rapidement létale à l'état homozygote –, en inhibant la falciformisation des globules rouges. Il en résulte un maintien de l'allèle S dans la population. Cet effet s’est combiné avec l’avantage que donne l’hémoglobine S dans les zones à Malaria où elle inhibe la croissance du parasite de l'anophèle (Plasmodium falciparum), responsable de la malaria.

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Le favisme

L’archéologie nous enseigne que la fève est une source importante de nourriture depuis le néolithique sur le pourtour du bassin méditerranéen. On sait, par ailleurs que la consommation de fèves est particulièrement toxique pour les sujets porteurs d’une mutation génétique particulière qui se traduit par une déficience en une enzyme impliquée dans le métabolisme des glucides : la glucose-6-phosphate-deshydrogènase (G6PD). Ce gène est localisé sur le chromosome X ; tous les hommes porteurs de la mutation sont donc déficients pour cette enzyme, ainsi que les femmes homozygotes. Ces sujets réagissent fortement aux puissants effets hémolytiques des composés oxydants qui se trouvent dans la fève qui, lorsqu’elle est consommée, provoque chez ceux-ci un rapide épisode toxique anémique pouvant conduire au décès : le favisme.

Or la fréquence du gène G6PD est très élevée autour de la méditerranée (5 à 30%), zone pourtant consommatrice de fève. Pour expliquer ce paradoxe, on a alors émis l’hypothèse que la consommation des fèves par les sujets porteurs du gène codant pour la déficience en G6PD à l’état hétérozygote, non affectés par leurs effets toxiques, les rende plus résistants à la malaria, grâce aux constituants oxydants de la légumineuse. Ceci a été démontré in vitro. Cet avantage expliquerait le maintien de cette mutation dans les zones à paludisme, comme c’est le cas autour de la méditerranée, où le paludisme a longtemps persisté de manière saisonnière.

Le dernier exemple, qui vient d’être publié en août 2007, montre une sélection sur le nombre de copies d’un gène (celui de l’amylase), en fonction de la quantité d’amidon dans le régime alimentaire.

Ces quelques exemples montrent bien l’interaction entre des pratiques culturelles, ici des choix alimentaires, et notre pool génique. 

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La couleur de la peau 

Ces dernières années, des recherches menées sur la couleur de la peau permettent de mieux connaître les mécanismes de nos différences phénotypiques. Environ 100 gènes sont impliqués dans la production de mélanine, cette substance qui fait varier la couleur de la peau. Parmi ces 100 gènes, une dizaine seraient impliqués dans la variation de la couleur de la peau entre individus. On a pu démontrer l’existence de sélection naturelle différente selon les continents, même si le mécanisme exact est encore mal connu. Les gènes sélectionnés en Europe et en Asie, et liés au phénotype peau claire, sont différents. On parle de convergence évolutive : de deux manières différentes, l’évolution a produit le même résultat, ici une adaptation à l’assimilation de vitamine D par une couleur de peau plus claire dans les latitudes élevées. Les gènes sélectionnés pour une couleur de peau plus foncée et donc une adaptation à des zones de fort ensoleillement sont différents de ceux impliqués pour la peau claire. Ainsi pour la couleur de peau, il y a de l’adaptation locale : selon l’ensoleillement, des variants de gènes différents sont sélectionnés. Outre cette sélection naturelle, une autre forme de sélection a peut être accru les différences : la sélection sexuelle. On parle de sélection sexuelle, lorsque le choix du conjoint favorise des caractères qui sont plus choisis et donc plus transmis aux générations futures (Darwin, 1871) . Ces caractères choisis peuvent ne donner aucun avantage biologique.

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Couleur de la peau humaine Couleur de la peau humaine Couleur de la peau humaine Couleur de la peau humaine

Différentes couleurs de la peau humaine

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Plusieurs caractéristiques de notre diversité génétique : notre espèce est jeune, donc il y a eu peu de temps pour créer des différences entre continents et entre populations : sur l’ensemble du génome, on estime les différences entre deux humains à environ 1 pour mille (4 pour mille si l’on tient compte des insertions et délétions). Une faible partie de ces différences est due à des différences entre populations. Les populations humaines se ressemblent d’autant plus génétiquement qu’elles sont proches géographiquement. Il existe quelques zones de légère discontinuité dans ce gradient géographique global, qui permettent d’identifier des groupes de populations qui se ressemblent légèrement plus entre elles. Ces groupes de populations correspondent approximativement aux continents. Mais certaines parties de notre génome qui ont été impliquées dans notre adaptation locale montrent des différences entre populations plus importantes. Ces gènes liés à l’adaptation locale sont minoritaires dans le génome, les mutations impliquées dans ces adaptations locales représentent moins d’un millionième de notre génome. Parmi ceux-ci, on retrouve les gènes impliqués dans les différences de couleur de peau qui ont été utilisées pour classifier les humains en différentes races.

Last modified: Saturday, 21 April 2018, 11:57 PM