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L’ADN pour découvrir les premiers locuteurs des langues indo européennes

par Revue de presse

Vouloir dans un journal ou un magazine comme WUKALI mettre en place une revue de presse est une gageure sans nom, un défi, une provocation ! D’abord, c’est une mission impossible car le champ d’investigation est infini et il faut faire des choix, mais choisir c’est exister. C’est aussi une forme de la vulgarisation scientifique et il convient de prendre quelques précautions éthiques. La première d’entre elles, c’est de restituer le nom du média ainsi que celui de l’auteur de l’article. Parfois c’est exciper quelques paragraphes, voire présenter une synthèse au plus près du texte. Mais qui dit vulgarisation scientifique dit aussi passion, soif de transmettre et de partager. La plupart des articles à connotation scientifique ont souvent la chaleur froide de la pierre, en effet ils ne sont pas incarnés mais c’est aussi intrinséquement l’expression même de leur nécessaire objectivité. D’autres en revanche ont de la chair, sont plus bavards, plus diserts, plus longs aussi, c’est l’écueil. Ils sont plus vivants, et pour qui aime les mots, aime la vie, aime les gens, ils sont tellement plus captivants, passionnants et donnent envie d’aller plus loin.

Un tel préambule, vous vous en doutez bien, n’est pas innocent ! Deux articles publiés dans le Harvard Magazine sous la plume de son rédacteur en chef Jonathan Shaw, ont retenu notre attention. Bien mieux ils nous ont captivés ! Leur sujet, leur champ sémantique : une personnalité scientifique remarquable le généticien David Reich, la génétique bien sûr, la linguistique, à la frontière de l’anthropologie et de l’histoire, autour des langues indo-européennes, un sujet pour le moins protéiforme.

Jonathan Shaw est un grand bavard, il écrit comme il respire et c’est bien, très bien même, nous sommes de la même eau ! Nous n’avons pas élagué, rabougri ou desséché son texte, et pourtant il est long, très long même ! En effet la science s’incarne dans l’humain, et l’on découvre tout à la fois un parcours d’homme et de scientifique, une démarche intellectuelle donc, et en même temps ( on aime bien ce « en même temps« ) l’on chemine et dans le temps ancien et dans l’intuition scientifique et expérimentale. C’est ce chemin que nous aimons, celui de la curiosité, de la connaissance et du savoir, de la liberté et de la passion, ce qui nous fait homme. Aussi, il va de soi, nous espérons que vous partagerez avec nous cette même curiosité.

Pierre-Alain Lévy

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Illustration de l’entête: David Reich. Photo Harvard Gazette. Harvard university


Interprétation de l’ADN ancien

Une approche scientifique qui s’est fortement développée au cours de la dernière décennie – révèle que l’histoire de l’humanité est une histoire de mélanges et de migrations à une échelle et une complexité que personne n’imaginait auparavant. Des vagues de personnes et de gènes ont traversé les océans et les continents pendant des millénaires, créant une mosaïque de mélanges. D’un point de vue génétique, la « race » est un concept erroné, car chaque population est un mélange d’autres populations – elles-mêmes mélangées à des populations encore plus anciennes. L’analyse de l’ADN ancien peut néanmoins révéler des signatures génétiques de personnes ayant vécu à une époque et dans un lieu donnés, ce qui prouve que les habitants d’aujourd’hui ne descendent pas nécessairement des habitants d’il y a des milliers d’années. La Grande-Bretagne, par exemple, a connu pas moins de cinq grandes vagues de migration au cours des 10 000 dernières années. Trois de ces migrations ont entraîné le remplacement quasi total de la population autochtone de l’époque.

Les études génétiques ont également fourni des preuves objectives qui ont permis de répondre ou d’affiner des questions de longue date en archéologie, en anthropologie et en linguistique. Comment l’agriculture s’est-elle répandue, ou quid des langues indo-européennes ? Qu’est-il arrivé aux Néandertaliens ? La recherche a bouleversé certaines théories et en a confirmé d’autres, alors que la recherche devient rapidement une discipline à part entière.

En 2010, les scientifiques n’avaient rassemblé que cinq génomes humains anciens, dont trois néandertaliens. Aujourd’hui, le laboratoire du professeur de génétique et de biologie de l’évolution humaine David Reich a séquencé à lui seul plus de 16 000 humains anciens du monde entier.

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Reich, l’un des plus éminents analystes de l’ADN humain ancien, a joué un rôle de premier plan dans l’établissement d’un cadre éthique pour l’étude des vestiges anciens et est à l’origine d’innombrables découvertes surprenantes. En 2006, il a dirigé des travaux montrant qu’après la divergence des lignées humaines et chimpanzées à partir d’un ancêtre commun, les croisements se sont poursuivis pendant peut-être un million d’années avant une séparation finale. Ces travaux ont attiré l’attention du généticien Svante Pääbo, qui avait assemblé un génome complet de l’homme de Neandertal et a invité Reich à étudier les données. L’analyse réalisée en 2010 a révélé une surprise étonnante : les humains modernes se sont accouplés avec cette lignée archaïque, et l’héritage génétique de ces rencontres se retrouve dans l’ADN des humains d’aujourd’hui. Par la suite, le laboratoire de Reich a découvert des croisements entre les humains modernes, les Néandertaliens et un autre humain archaïque, les Denisovans. Il s’attend à ce que d’autres lignées humaines soient découvertes, ainsi que d’autres preuves de flux génétique entre elles.

ADN Yamnaya archéologie linguistique
Reconstitution du visage d’une femme néandertalienne à partir de l’ADN réalisée en 2008 (Source National Geographic)

Chacun de ces individus dont l’ADN peut être interprété contient des multitudes, des segments de gènes provenant de nombreux ancêtres : environ 1 000 qui ont vécu il y a 13 générations, et jusqu’à 100 000 ancêtres qui ont vécu il y a 1 400 générations. Tous les ancêtres d’une personne ne contribuent pas à son ADN : à 10 générations en arrière, un individu a 1 024 ancêtres, mais n’hérite que d’environ 750 segments de gènes de ceux-ci, de sorte que certains ancêtres ne sont plus représentés dans son ADN.

La taille des échantillons est désormais suffisante pour que les spécialistes de l’ADN puissent trouver des relations de cousinage entre ces anciens individus. À partir de ces données, des modèles ont commencé à émerger dans l’histoire mondiale du congrès humain – ce qui se passe lorsque deux ou plusieurs populations se rencontrent. Parfois, elles semblent se mélanger sur un pied d’égalité, mais le plus souvent, l’inégalité et les préjugés sexuels – lorsque les hommes contribuent davantage à un mélange – sont évidents dans les signatures génétiques de ces rencontres. Les recherches de Reich l’ont amené à rejeter le déterminisme génétique comme explication du succès de certaines cultures au détriment d’autres. « Je ne vois aucune preuve que l’adaptation génétique dans les populations humaines ait été responsable de l’expansion de certains groupes humains modernes » au détriment d’autres. Selon Reich, c’est plutôt la culture et la façon dont les sociétés sont mobilisées qui importent le plus pour le résultat lorsque deux peuples se rencontrent.

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Nuers du Soudan

« Les différences culturelles entre les groupes sont profondes« , poursuit-il, et sont le principal facteur déterminant de ce qui se passe lorsqu’ils entrent en contact. Les Romains, par exemple, « avaient une organisation sociale fondée sur le service militaire de l’État et l’expansion territoriale ; cette combinaison est devenue si efficace qu’ils écrasaient leurs voisins. Cela n’avait rien à voir avec l’aptitude biologique« . Reich cite l’exemple moderne de deux cultures au Soudan, génétiquement similaires et tout aussi sophistiquées. Les Nuer avaient un système strict de prix de la mariée qui obligeait les hommes à payer un grand nombre de vaches à la famille de l’épouse. Le mariage était si cher qu’une pratique courante des jeunes hommes Nuer consistait à voler des vaches aux Dinka voisins pour pouvoir payer le prix de la mariée, en faisant souvent prisonniers femmes et enfants par la même occasion. Les raids systématiques motivés par cette différence culturelle sont l’un des facteurs qui ont conduit le territoire Nuer à s’étendre aux dépens des Dinka au milieu du XIXe siècle.

La lecture d’une histoire génétique de l’esclavage

David Reich a grandi à Chevy Chase, dans le Maryland, juste à côté de Washington, où sa mère est la romancière Tova Reich, et son père, le premier directeur du Musée de l’Holocauste, est professeur à l’Université George Washington. Bien que Reich et ses frères et sœurs n’aient pas été élevés dans la religion, ses deux parents ont grandi dans des familles juives orthodoxes. Sur ses quatre grands-parents, trois étaient des réfugiés juifs d’Europe qui ont immigré à New York, dit-il, et « viennent de familles qui ont été dévastées par les persécutions des Juifs pendant l’Holocauste. C’est une partie riche et intense de mes antécédents familiaux« . Le journaliste d’investigation Isidor I. F Stone politiquement progressiste, était un ami de la famille et était pour lui « comme un autre grand-parent« . Reich l’admirait pour avoir appris le grec ancien à l’âge de 70 ans, puis pour avoir écrit un livre à succès, Le procès de Socrate, sur le procès et la mort du philosophe. La façon dont Stone s’est réinventé à la fin de sa vie a impressionné Reich, ce qui l’a conduit à la collaboration la plus importante de sa carrière, avec le mathématicien Nicholas Patterson ; cette collaboration a contribué à façonner la façon démocratique et axée sur l’équipe dont il dirige son laboratoire.

Au lycée, Reich s’intéressait à de nombreux sujets et était bon dans beaucoup d’entre eux. Il n’est donc pas surprenant que son chemin vers l’étude génétique de l’histoire humaine n’ait pas été direct. À Harvard, dans la classe de 1996, il s’est d’abord concentré sur les études sociales avant de passer à la physique. Bien qu’il ait été accepté dans le programme d’études supérieures en physique de Berkeley, Reich n’était pas sûr de vouloir poursuivre ses études dans ce domaine, ni de réussir « à un haut niveau ». Il pense à l’école de médecine et s’inscrit au Balliol Colleged’Oxford, espérant obtenir simultanément une bourse de Harvard qui lui permettrait d’obtenir une deuxième licence en biochimie. Il n’a pas obtenu la bourse, mais Balliol l’a accepté, et ses parents ont accepté de payer ce qui était essentiellement une cinquième année d’université. Mais le programme n’a pas retenu son intérêt longtemps, et il a abandonné, préférant s’installer à plein temps dans un laboratoire d’Oxford dirigé par le chercheur américain David Goldstein, qui étudie l’histoire humaine à travers les données génétiques, dans le cadre d’un programme de « maîtrise par la recherche » qu’il pensait être une expérience « amusante » à court terme avant de reprendre sa formation pour sa carrière. « Cela a fait tomber la pression », se souvient-il, alors qu’il postulait à la faculté de médecine et à d’autres postes de retour aux États-Unis.

David Reich ADN Yamnaya archéologie linguistique
David Reich dans son laboratoire à Harvard Medical School
Photo Jim Harrison. Harvard Magazine

Après deux ans, Reich a quitté l’Angleterre, mais on lui a dit que s’il revenait l’été suivant et continuait à publier des articles, il pourrait obtenir son doctorat, ce qu’il a fait. Entre-temps, il s’était inscrit à la Harvard Medical School. Il est accepté dans le programme conjoint (avec le MIT) des sciences et technologies de la santé (HST), plutôt que dans la filière du doctorat. Près de deux ans après le début de ce programme, Reich se retrouve absorbé par les travaux de génétique humaine qu’il effectue au Whitehead Institute pour répondre aux exigences de recherche du programme HST, reportant ainsi le travail clinique requis. Lorsque ses recherches ont pris l’ampleur d’un véritable post-doc, il a décidé d’abandonner. Mais lorsqu’il s’est préparé à quitter le programme HST, les deux responsables du programme l’ont convoqué ; ne parvenant pas à le persuader de rester en tant qu’étudiant, ils lui ont même proposé un poste de professeur. (Il a décidé de ne pas le faire, mais est resté à Harvard).

Reich a été embauché à la faculté de médecine en 2003, où il a recherché des gènes impliqués dans des maladies, réussissant à en identifier plusieurs liés au cancer de la prostate. Les Afro-Américains sont plus touchés par cette maladie que les Européens, ce qui laisse supposer que des facteurs génétiques hérités des ancêtres africains augmentent le risque de maladie. Son approche a consisté à passer au crible les génomes des Afro-Américains, en recherchant les endroits où les personnes atteintes du cancer de la prostate avaient une probabilité plus élevée d’hériter de gènes d’ancêtres africains. De cette façon, lui et ses collègues ont pu restreindre la recherche des gènes qui entraînent un risque accru. Sans en avoir jamais eu l’intention, Reich avait réuni un puissant portefeuille de compétences pour retracer l’histoire des gènes humains à travers le temps. Il a également confronté dans ces données l’histoire de l’esclavage aux États-Unis : L’ascendance européenne chez les Afro-Américains est principalement le fait des hommes, ce qui reflète l’histoire bien documentée des propriétaires d’esclaves blancs exploitant les femmes d’ascendance africaine.

Biais sexuel et diffusion des langues indo-européennes


Les déséquilibres de pouvoir entre les sexes semblent avoir joué un rôle dans la diffusion des gènes dans de nombreux cas au cours de la préhistoire. L’un des exemples les plus inattendus de la façon dont la culture et la technologie se sont combinées pour diffuser les gènes – et la langue – concerne les Yamnaya, un peuple de cavaliers qui vivait dans la steppe eurasienne à l’âge du bronze, il y a 5 000 ans. L’histoire a commencé à prendre forme en 2012, lorsque le laboratoire de Reich a identifié la signature génétique d’une population fantôme, qui n’existe plus sous une forme non mélangée.

Reich et ses collègues ont évalué la parenté de différents groupes d’humains modernes. Lorsqu’ils ont comparé les Européens du Nord aux Amérindiens et aux Européens du Sud, qui présentent chacun des modifications génétiques distinctives (mais pas nécessairement importantes sur le plan fonctionnel) à des fréquences variables dans leurs génomes, ils ont observé un signal statistique puissant indiquant que les Européens du Nord ont « une contribution massive de matériel génétique provenant d’une population apparentée aux Amérindiens« .

« Bien sûr, nous ne pensions pas que les Amérindiens avaient traversé l’Atlantique à la voile. Cela semblait peu plausible« , explique-t-il. Au lieu de cela, lui et ses collègues ont proposé l’existence d’une population qui n’existe plus, les « anciens Eurasiens du Nord. » « Ils auraient vécu en Sibérie, ou dans d’autres régions du nord de l’Eurasie, quelque temps avant 15 000 ans, et auraient contribué aux ancêtres des Amérindiens avant qu’ils ne traversent le détroit de Béring vers l’Amérique du Nord. » Puis, quelque temps plus tard, les gènes des descendants des anciens Eurasiens du Nord qui n’avaient pas traversé en Amérique du Nord sont, d’une manière ou d’une autre, soudainement apparus dans les populations de toute l’Eurasie. « Le signal« , se souvient Reich, « était très fort.« 

« C’était une observation bizarre« , dit-il, car le modèle dominant de l’archéologie en 2012 « était que les Européens pouvaient très bien être mélangés entre les chasseurs-cueilleurs qui étaient la seule population en Europe avant 8 500 ans, et les agriculteurs anatoliens » qui ont apporté l’agriculture en Europe après cette période. Cette théorie reposait sur l’hypothèse raisonnable, mais en fait erronée, qu’une fois l’agriculture établie en Europe, permettant une exploitation très efficace des ressources locales, il aurait été difficile pour tout autre groupe d’avoir un impact démographique majeur. La découverte de gènes liés aux Amérindiens arrivés en forte proportion après la diffusion de l’agriculture a donc été très surprenante. C’est pourquoi Reich et son proche collaborateur, Nick Patterson, chercheur en génétique, avaient émis l’hypothèse de l’existence de cette troisième population source, les anciens Eurasiens du Nord.

Le problème était qu’aucune population moderne vivant en Eurasie ne ressemblait aux anciens Eurasiens du Nord. Reich a supposé que les anciens Eurasiens du Nord avaient été largement déplacés dans les régions où ils vivaient par des migrations postérieures à l’ère glaciaire, et que leur ascendance n’avait survécu en plus grande proportion aujourd’hui que chez les Amérindiens.

Puis, en 2013, les ossements d’un garçon ayant vécu près du lac Baïkal il y a environ 24 000 ans ont été séquencés par le généticien danois Eske Willerslev et son équipe, et ceux-ci correspondaient au profil génétique de la population fantôme dont le groupe de Reich avait émis l’hypothèse. Immédiatement, la chasse à la signature génétique de ce peuple mystérieux s’est engagée dans des échantillons d’os et de dents humains vieux de 5 000 ans, recueillis sur des sites archéologiques dans toute l’Eurasie. Petit à petit, Reich et ses collègues du monde entier qui étudiaient l’ADN ancien se sont concentrés sur un groupe : les Yamnaya.

Les Yamnaya étaient des pasteurs des steppes à cheval qui gardaient de vastes troupeaux d’animaux, installant des camps mobiles de chariots partout où ils trouvaient des pâturages frais. Leur mode de vie a été rendu possible par l’invention de la roue quelques siècles plus tôt et la domestication du cheval. Grâce à ces innovations et à l’ajout de l’élevage laitier, la steppe eurasienne, vaste et sèche, qui s’étend sur des milliers de kilomètres de la Hongrie à la Mongolie, est devenue une autoroute et la base économique de leur succès.

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La diffusion à l’âge du bronze de l’ascendance pastorale des Yamnaya Steppe dans deux sous-continents – l’Europe et l’Asie du Sud. – Les diagrammes circulaires reflètent la proportion d’ascendance Yamnaya, et les dates reflètent l’ADN ancien le plus ancien disponible avec une ascendance Yamnaya dans chaque région. (Source Harvard Magazine)

David Anthony, professeur d’archéologie au Hartwick College, aujourd’hui émérite, avait précédemment soutenu, sur la base de preuves linguistiques et de traces archéologiques trouvées dans les prairies de la steppe au nord de la mer Noire et de la mer Caspienne, que les Yamnaya étaient les meilleurs candidats à la diffusion des langues indo-européennes. Leur mode de vie mobile, dit-il, a rendu leurs établissements temporaires « archéologiquement invisibles« . Seuls subsistent leurs tumulus, qui, de manière frappante, comprenaient des chevaux et des véhicules à roues.

Dans son livre publié en 2007, The Horse, The Wheel, and Language : How Bronze Age Riders from the Eurasian Steppes Shaped the Modern World, D. Anthony a soutenu que la civilisation qui a diffusé la langue ancestrale des langues indo-européennes (IEL) parlées aujourd’hui (y compris l’anglais) devait connaître les roues et les essieux, en indiquant des racines communes qui changent avec le temps selon des règles phonologiques prévisibles. Il a également noté que ces langues ont ensuite été parlées par des sociétés militaristes, dominées par les hommes et dotées de chars, et qu’elles partageaient des mythologies similaires, de la Grèce à l’Inde et à la Scandinavie.

Pendant une grande partie de sa carrière, Anthony a cherché une civilisation qui aurait pu diffuser une langue proto-indo-européenne. Lorsqu’il a passé au crible les preuves chronologiques, géographiques, matérielles et linguistiques, seuls les Yamnaya répondaient à tous les critères. Et ils ont généré des migrations ultérieures, entreprises par les cultures qui leur ont succédé, dans les directions et les séquences attendues.

Mais même Anthony, maintenant à la retraite mais qui travaille avec Reich en tant qu’associé du département de biologie de l’évolution humaine, n’avait pas deviné à l’époque que les Yamnaya avaient transmis plus que leur langue et leur culture. Leur propagation, comme Reich et ses collègues spécialistes de l’ADN ancien l’ont maintenant documenté, s’est accompagnée d’une diffusion massive, et jusqu’alors inconnue, des gènes Yamnaya.

« Leurs descendants« , dit Reich, reprenant l’histoire, « ont continué à se répandre sous la forme d’une autre culture archéologique » connue pour ses pots « cordés« , atteignant un « remplacement d’au moins 70 % de la population » vivant alors dans ce qui est l’Allemagne actuelle, et « en une centaine d’années », par le biais d’une autre population succédant à la « cloche à bec », un « remplacement d’au moins 90 % de la population de Grande-Bretagne, juste après la construction de Stonehenge« . (Les descendants de certains de ces groupes se sont également étendus à l’est, donnant naissance à la culture militariste de Sintashta, qui chevauchait des chars).

La diffusion des gènes de la steppe s’est parfois accompagnée d’un fort penchant pour le sexe, puisque les populations de l’âge du bronze ayant des ancêtres Yamnaya se sont répandues en Asie du Sud (Inde) et en Eurasie occidentale. Les types de chromosomes Y de lignée masculine portés par ces groupes étaient absents de l’Inde et de l’Europe avant l’âge du bronze, mais sont prédominants dans ces deux endroits aujourd’hui, explique Reich. Une grande partie de cette ascendance est le résultat de ce que l’on appelle un « amas d’étoiles« , lorsque les gènes d’un homme très puissant apparaissent dans des millions de descendants. Reich estime que 20 à 40 % des hommes indiens et 30 à 50 % des hommes d’Europe de l’Est descendent d’un seul homme qui a vécu entre 6 800 et 4 800 ans. Dans la péninsule ibérique, l’équipe de Reich a découvert d’autres preuves de la discrimination sexuelle. Il y a 4 000 ans, les gènes transmis par les descendants des peuples des steppes représentaient environ 40 % de l’ascendance de ces populations, 60 % environ provenant des habitants locaux qui avaient vécu là auparavant. « Mais si l’on regarde les chromosomes Y – l’ADN que les gens reçoivent de leur père -, ils provenaient à plus ou moins 100 % de la steppe. Ce que cela signifie, c’est que les mâles venant de ce groupe oriental avaient complètement déplacé les mâles locaux par un certain processus. » Était-ce la violence, le choix du partenaire, ou autre chose ? La maladie aurait-elle pu jouer un rôle ? On ne sait pas ce qui s’est passé, car ces événements ont eu lieu avant l’arrivée de l’écriture dans cette partie du monde.

Un chemin éclectique vers la découverte


Le laboratoire de David Reich est surtout connu pour le développement d’outils analytiques permettant d’étudier l’histoire génétique. Le succès de ces travaux repose sur un partenariat unique avec un collègue connu pour ses prouesses quantitatives. Reich raconte l’histoire suivante, il donnait une conférence au Whitehead Institute/MIT Center for Genome Research pendant une bourse post-doctorale avec Eric Lander en 2002. Se doutant que Nicholas « Nick » Patterson, un mathématicien à la réputation légendaire en tant que cryptographe pour le GCHQ britannique, qui a ensuite effectué des travaux de cryptographie aux États-Unis, serait à l’écoute, il a structuré sa conférence de manière à susciter son intérêt. Patterson, qui en était à sa troisième carrière à l’âge de 50 ans, avait appris le grec ancien en un été et Reich, se souvenant de la transformation tardive d’I.F. Stone, savait que c’était le genre de personne avec laquelle il voulait travailler. (Patterson raconte l’histoire de manière légèrement différente, les deux hommes le reconnaissent. Frustré par la mauvaise qualité des données génomiques sur le cancer qu’il analysait, et déprimé, Patterson raconte qu’il se promenait dans les couloirs du Whitehead lorsque, par pur hasard, il a entendu une conférence en cours et s’est glissé dans le fond. « La conférence était brillante« , se souvient-il ; il a immédiatement approché Reich par la suite pour lui demander s’il pouvait travailler avec lui).

Leur collaboration ultérieure a été « intense et sans faille« , selon Reich. « Je ne sais pas où se termine mon travail et où commence le sien« . Mais alors que leur premier projet ensemble avançait, étudiant comment les humains et les chimpanzés sont liés entre eux et aux gorilles, Reich était intimidé : « Il était clairement meilleur que moi dans cette analyse. » Après un long examen de conscience, Reich a décidé qu’il voulait « faire la meilleure science possible » et a décidé de « se pencher sur cette question, de travailler avec cette personne et de ne pas avoir de frontières académiques normales. Je pense que cela a affecté mon laboratoire depuis lors« , dit-il. « Il existe une règle stricte selon laquelle n’importe qui peut travailler sur n’importe quel sujet qui l’intéresse, et vous devez accepter sa contribution. Vous ne pouvez pas dire : « Cet échantillon est à moi. N’y touchez pas« . Tout le monde doit pouvoir faire des commentaires.

« Depuis lors, poursuit-il, lorsque j’ai rencontré des personnes disposant de meilleures données ou de méthodes d’analyse des données plus intéressantes que les nôtres, j’ai essayé d’écouter autant que possible ces méthodes et approches alternatives, afin de les adopter, d’en tirer des enseignements et de les appliquer lorsque cela s’avère utile. »

Trois mois avant que la pandémie ne frappe, Reich a rejoint la faculté des arts et des sciences en biologie de l’évolution humaine, partageant son temps entre ses laboratoires de Cambridge et de Longwood. Ainsi, ses contributions intellectuelles dans ce domaine incluent désormais le mentorat d’étudiants de premier cycle. Michael McCormick, professeur d’histoire médiévale au Goelet à New-York, raconte comment « j’ai invité David à venir parler de cette expérience à l’une de mes classes du collège. Pas sur ses théories« , mais sur la façon dont il est devenu un scientifique. C’était « magnifique de voir 30 étudiants de premier cycle de Harvard captivés par son histoire, alors qu’il parlait de ses difficultés à choisir une concentration au College et à déterminer ce qu’il allait faire par la suite, et comment, étape par étape, et plutôt indirectement, il n’a suivi aucune des voies qui avaient été prévues pour lui – pas la physique, pas l’école de médecine, mais cette voie extraordinaire de la découverte« , poursuit Michael McCormick. « Je les voyais devenir moins tendus à mesure que ce brillant et célèbre universitaire racontait une histoire qui ressemblait tellement à la leur en termes de virages, d’hésitations et de déplacements latéraux pour trouver la voie qui allait s’avérer être celle qu’il a tracée.« 

M. Reich encadre également des étudiants diplômés et des post-doctorants, qui passent généralement deux à cinq ans dans son laboratoire avant de partir. La plupart des laboratoires universitaires sont dotés d’un tel personnel, composé d’étudiants diplômés et de boursiers postdoctoraux, mais M. Reich maintient également un noyau de scientifiques salariés, qui apportent une expertise spécialisée et une continuité précieuse. Nick Patterson est l’un d’entre eux ; Nadin Rohland, directrice du laboratoire depuis plus de dix ans, en est un autre ; et Shop Mallick, directeur de la bioinformatique du groupe de Reich, en est un troisième. « Ce sont des scientifiques formidables et extraordinaires que tout le monde respecte », et il affirme qu’ils sont un élément clé du succès de l’équipe.

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Reconstruction faciale. Source Ancestral Whispers

Le laboratoire de Reich ne fait pas de travail sur le terrain, bien que lui et certains membres de son laboratoire se déplacent pour collecter des échantillons. Des conservateurs de collections de musées du monde entier, des archéologues et d’autres spécialistes de l’ADN ancien s’associent à lui pour analyser leurs échantillons. Son groupe a mis au point des techniques permettant de traiter l’ADN ancien rapidement et à moindre coût. Le résultat est que le laboratoire de Reich a séquencé l’ADN de plus d’individus anciens que tous les autres laboratoires du monde réunis. Selon Reich, avec chaque nouvelle séquence individuelle, la valeur scientifique de toutes les autres augmente, car on peut discerner davantage de relations entre elles, ce qui ouvre un portail sur les modèles de mélange des populations passées dans un lieu et une époque donnés.

Rencontres avec des humains archaïques

Il y a environ 400 à 700 000 ans, un groupe d’humains archaïques s’est séparé de la lignée africaine qui allait donner naissance à l’homme moderne, et a commencé à vivre en Eurasie. Leurs descendants, les Néandertaliens, avaient des sourcils épais et une grande force physique, et leur cerveau était en moyenne légèrement plus grand que celui des humains modernes. Dans un environnement parfois froid et hostile, ils ont survécu en tant que chasseurs-cueilleurs. « C’était un groupe très adapté, impressionnant et très compétent », déclare Reich. Depuis la découverte des squelettes de ces cousins humains, les scientifiques s’interrogent sur la nature de leur relation avec l’Homo sapiens sapiens, l’homme moderne. Les travaux archéologiques, ainsi que les datations au carbone radio au XXe siècle, ont établi sans l’ombre d’un doute que les Néandertaliens vivaient à la même époque que les ancêtres des personnes vivant aujourd’hui. Ils ont fabriqué des outils, façonné des pointes de lance et laissé des œuvres d’art. Ils ont même occupé les mêmes sites de grottes à des époques différentes.

Mais l’archéologie seule ne pouvait révéler si ces deux groupes se sont mélangés lors de leur rencontre. Aussi, lorsque Reich a mené l’analyse montrant qu’ils s’étaient accouplés, et que leurs gènes subsistent chez les non-africains du monde entier, la nouvelle a fait sensation.

Pour comprendre la nature de l’interaction entre les Néandertaliens et les humains modernes, Reich et ses collègues ont appliqué plusieurs techniques statistiques qu’ils avaient mises au point pour étudier l’histoire des populations. L’un des outils clés était le « test des quatre populations » (un cousin du « test des trois populations » qu’ils avaient utilisé pour montrer la contribution de l’ancienne Eurasie du Nord aux Européens du Nord – l’indice clé que les Neandertaliens s’étaient mélangés à l’Europe).

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Représentation picturale par Elizabeth Daynès

Ainsi, Reich et Patterson ont comparé le génome de Neandertal à celui de deux humains modernes, l’un africain et l’autre non africain. Ils ont comparé les deux humains modernes, et aux endroits où ils différaient génétiquement, ils ont examiné lequel correspondait à l’homme de Neandertal. S’il n’y avait pas eu de croisement, les échantillons d’humains modernes auraient différé du génome de l’homme de Néandertal à un nombre égal de sites. Mais ce n’est pas le cas. Le taux de concordance entre les échantillons non africains et le génome néandertalien était nettement plus élevé, ce qui indique que les deux groupes se sont croisés. Les recombinaisons ultérieures, qui fragmentent les segments de l’ascendance néandertalienne chez les humains modernes en morceaux de plus en plus petits à un rythme prévisible à chaque génération, permettent de dater ces événements entre 54 000 et 49 000 ans.

Ce qui a conduit à la disparition des Néandertaliens est une hypothèse, mais parmi les individus dont les génomes ont été séquencés, il y a « étonnamment peu de variation », dit Reich – si peu, en fait, que cela suggère que la taille de la population est peut-être devenue trop petite pour surmonter l’accumulation naturelle de nouvelles mutations pathogènes dans leur ADN. (Comme le sexe entraîne un réassortiment aléatoire des gènes, il peut filtrer les mutations délétères d’une population reproductrice suffisamment grande et variée).

Il se peut aussi que les Néandertaliens aient été poussés à l’extinction par un groupe plus avancé technologiquement ou ayant des normes culturelles différentes. Il existe de nombreux exemples dans l’histoire ancienne où un groupe s’épanouit et en déloge brusquement un autre. « Lorsqu’on réfléchit à ce qui s’est passé en Europe il y a environ 40 000 ans, il est naturel de se concentrer sur le sort des Néandertaliens, en raison de leur spécificité biologique« , souligne Reich. « Mais cela ne signifie pas que les groupes pionniers d’humains modernes qui vivaient au même moment en Europe aux côtés des Néandertaliens n’ont pas été également déplacés – en fait, ils l’ont été, par les vagues ultérieures d’humains modernes qui se sont répandues après environ 40 000 ans. »

Plus tard, en 2010, Reich et ses collègues ont de nouveau choqué le monde lorsque leur analyse de l’ADN extrait d’un seul os de doigt juvénile trouvé dans la grotte Denisova, dans les montagnes de l’Altaï, en Sibérie, a révélé l’histoire d’un tout nouveau groupe d’humains archaïques, qu’ils ont baptisé « Denisovans« . Les Denisovans ont marqué la première fois que l’ADN, plutôt que l’analyse morphologique d’un squelette par des archéologues, a été utilisé pour découvrir un groupe humain archaïque. Reich et Patterson ont montré que les Denisovans se sont mélangés aux Néandertaliens et aux humains modernes : des traces de leur ADN persistent en Asie de l’Est et représentent jusqu’à cinq pour cent de l’ascendance des Mélanésiens, des Philippins indigènes et des Australiens aborigènes.

Mais, selon Reich, il ne sera pas facile de déterminer le biais sexuel des interactions entre les humains modernes et archaïques (voir le chapitre « Détecter le biais sexuel dans l’ADN »). En effet, lorsque ces groupes se sont accouplés, ils étaient « à la limite de la compatibilité biologique« . Lorsque cela se produit, la sélection naturelle agit rapidement pour éliminer les gènes les moins compatibles dans la descendance mixte, ce qui empêche les chercheurs en génétique de détecter la présence et la direction d’un éventuel biais sexuel. S’agissait-il de mâles néandertaliens s’accouplant avec des femelles humaines modernes, de l’inverse, ou des deux ?

Selon Reich, il existe peut-être d’autres moyens de comprendre la nature de cette interaction. Par exemple, il existe de l’ADN ancien à génome complet provenant de multiples individus mixtes vivant il y a 40 000 à 50 000 ans, « il y a donc un espoir que nous puissions apprendre quelque chose à ce sujet.« 

Un point de vue éthique sur la préhistoire


S’il existe quelqu’un qui peut bien démêler cette histoire ancienne, c’est bien Reich. David Anthony, qui continue à travailler avec lui pour retrouver les locuteurs originaux du proto-indo-européen (on pense que les Yamnaya ont répandu la langue, mais ne l’ont pas inventée), le décrit comme « un homme remarquable. Brillant, et un arbitre réfléchi lorsque des différends surgissent« , qu’ils concernent des données ou un aspect éthique de l’analyse de l’ADN, un domaine dans lequel il a été « un leader« .

Peut-être que les non-africains contemporains sont en fait des Néandertaliens… « avec un mélange de 98 % d’humains modernes, ou quelque chose de profondément philosophiquement troublant comme ça. »

Une conférence virtuelle d’anthropologues, de généticiens, d’archéologues et de conservateurs de plus de 30 pays, co-organisée en 2020 par des membres du laboratoire de Reich, s’est concrétisée par la publication en 2021 dans Nature de lignes directrices éthiques pour l’analyse de l’ADN, afin d’aborder « les impacts sociaux et politiques de l’étude de l’ascendance« , écrivent les coauteurs scientifiques, et le fait que, entre autres considérations, « les travaux sur l’ADN ancien analysent des personnes ayant vécu une fois et qui doivent être respectées. » Cela signifie qu’il faut traiter les restes avec soin, utiliser aussi peu d’os ou de dents que possible, s’assurer que toutes les autorisations nécessaires pour l’analyse de l’ADN ancien sont obtenues et s’engager avec les parties prenantes pour promouvoir un travail final qui tienne compte des perspectives des communautés locales. Le document a été traduit par les auteurs en 23 langues, du swahili à l’espagnol en passant par le punjabi et l’arabe.

Bien que la génétique des groupes humains anciens mette en évidence les liens complexes qui unissent l’humanité, M. Reich est également parfaitement conscient du fait que des revendications exagérées concernant l’aptitude biologique d’un groupe par rapport à un autre pourraient conduire à une utilisation abusive de ses recherches. Le racisme scientifique qui a alimenté la montée du nazisme s’est nourri de l’idée qu’une race maîtresse appelée Aryens était la première à parler les langues indo-européennes. Étant donné que sa famille a été confrontée aux horreurs déclenchées par ces idées, raconter la véritable histoire de la diffusion des langues indo-européennes représente un enjeu personnel.

Reich ne se repose pas sur ses lauriers. Au fur et à mesure que les données s’accumulent et que les outils deviennent plus sophistiqués et plus puissants, il a commencé à revoir certaines de ses interprétations antérieures de la préhistoire humaine et à accepter ce qu’il décrit comme des « signaux étranges dans les données actuelles« .

ADN Yamnaya archéologie linguistique
Source Inserm

L‘ADN mitochondrial montre que les humains modernes et les Néandertaliens sont beaucoup plus proches les uns des autres dans la lignée maternelle qu’ils ne le sont des Denisovans. Les chromosomes Y des humains modernes et des Néandertaliens, transmis uniquement en ligne paternelle, sont également beaucoup plus proches les uns des autres que des Denisovans. « Mais si l’on considère l’ensemble du génome, en moyenne, les Néandertaliens et les Denisoviens sont plus proches les uns des autres que les uns des autres ne le sont des humains modernes. Avoir une lignée entièrement masculine et une lignée entièrement féminine qui disent une chose, et puis le reste du génome qui dit autre chose, c’est bizarre. » L’explication que certains donnent est qu’il y aurait eu un mélange d’humains modernes avec des Néandertaliens plus loin dans le temps que ce que l’on comprend actuellement, quelque part entre 250 000 et 400 000 ans, et que cela aurait contribué à quelques pourcents du génome néandertalien. « Mais il est très surprenant que cette contribution de quelques pourcents seulement soit la source du chromosome Y et de l’ADN mitochondrial des Néandertaliens. » Peut-être que les non-africains contemporains sont en fait des Néandertaliens, et que les vagues ultérieures d’ADN humain moderne provenant d’Afrique ont submergé le reste des génomes des non-africains, de sorte que « les non-africains sont mieux décrits comme des Néandertaliens, avec un mélange d’humains modernes à 98 %, ou quelque chose de profondément philosophiquement troublant comme ça« , dit-il, à moitié sérieusement.

« Dans les années à venir, notre compréhension de ces relations va être remise en question« , poursuit Reich, « en analysant les données de manière plus sensible et en les examinant sous de nouvelles perspectives. Nous prenons un peu de recul et réalisons que les événements et les relations clés sont profondément différents du modèle de premier passage que nous avons collectivement développé. Le modèle que j’ai contribué à construire est en train de vaciller. Je trouve cela passionnant, mais aussi déstabilisant. Et j’aimerais participer à la recherche de la vérité.« 

L’ensemble de l’illustration de l’article, le choix des photos et des cartographies est du fait de WUKALI

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