Histoire de la notion d'espèce

Cours de Jean-Jacques Hublin au Collège de France (1/6)

26/01/2022

https://www.college-de-france.fr/site/jean-jacques-hublin/course-2022-01-26-17h00.htm

«L’homme moderne a envahi la planète, et ce au détriment des autres espèces humaines»

Jean-Jacques Hublin, l’un des plus grands paléontologues français, raconte comment l’« Homo sapiens » a pris le dessus sur d’autres espèces humaines avec lesquelles il a longtemps cohabité.

On lui doit la découverte du plus ancien fossile d’ Homo sapiens au Maroc, à Djebel Irhoud, vieux de 300.000 ans et qui, en 2017, a bouleversé la discipline. En 2020, il a aussi mis au jour les plus anciens restes d’ Homo sapiens en Europe (datés de 45.000 ans) dans la grotte de Bacho Kiro, en Bulgarie. Professeur invité au Collège de France depuis 2014, Jean-Jacques Hublin y est désormais titulaire de la chaire de la paléoanthropologie.

« Homo sapiens, une espèce invasive » : n’est-ce pas un titre un peu provocateur pour votre leçon inaugurale ?

J’ai hésité, car je n’aime pas le terme « invasif ». C’est un anglicisme et, dans la mesure du possible, j’essaye de les éviter. Mais le mot « envahissant » ne correspond pas entièrement au concept. Sorti d’Afrique, Homo sapiens a non seulement envahi l’ensemble de la planète, mais cela s’est fait au détriment des autres espèces humaines, comme les Néandertaliens, et aussi d’un très grand nombre d’animaux (tout particulièrement des grands mammifères). La progression de nos ancêtres a tout simplement provoqué l’extinction de ceux qui dominaient ces territoires avant nous.

C’est une vision très pessimiste que vous portez sur notre espèce…

Pas vraiment. Depuis très longtemps, ce qui caractérise l’homme, c’est sa capacité à modifier son environnement pour l’adapter à ses besoins. Ce n’est pas forcément négatif. Déjà, les chasseurs-cueilleurs utilisaient le feu pour éclaircir des forêts et y chasser plus facilement. Le changement climatique et l’effondrement de la biodiversité dans le monde moderne ne sont que la continuité d’un long processus évolutif. La différence, c’est qu’aujourd’hui, les conséquences des activités humaines sont bien plus graves. Mais ça ne veut pas dire qu’elles sont irrémédiables.

Je ne crois pas à la décroissance, non pas parce que ce serait un retour en arrière difficile à accepter, mais parce qu’il s’agit d’aller contre ce que nous sommes. En revanche, je pense que la science nous apportera des solutions. La prise de conscience sur les problèmes climatiques est extrêmement rapide à l’échelle des temps de notre espèce. En l’espace de quelques générations, nous travaillons sur des solutions collectives. J’ose espérer que nous allons y arriver.

Est-ce son intelligence qui a permis à « Homo sapiens » de dominer la planète ?

Nous sommes aujourd’hui les seuls représentants du groupe des homininés (les ancêtres des hommes et leurs proches cousins – NDLR), mais il y a encore 50.000 ans, plusieurs espèces humaines cohabitaient. Dans la majorité des cas, la sélection naturelle y avait favorisé les gros cerveaux. C’est notre cas, tout comme celui des Néandertaliens ou des Dénisoviens (groupe humain proche des Néandertaliens qui occupait l’est de l’Eurasie – NDLR). Un avantage qui a un coût énergétique énorme et qu’il faut notamment compenser par le développement de la technologie. Les Néandertaliens et les Dénisoviens étaient des créatures intelligentes qui ont survécu des centaines de milliers d’années dans des contextes parfois très difficiles. Il y a 50.000 ans, l’expansion d’Homo sapiens hors d’Afrique s’accélère. Cependant, il se passe 6.000 ans entre son arrivée à l’est de l’Europe (il y a 46.000 ans – NDLR) et la disparition des derniers Néandertaliens à l’ouest. Le remplacement a donc pris des centaines de générations ! C’est un processus plus long et plus complexe qu’on ne l’a parfois cru. Progressivement, Homo sapiens a acquis un avantage certain. Il ne s’agit pas nécessairement d’un avantage énorme, la différence était peut-être minime.

Comment se matérialise cet avantage ?

Beaucoup de comportements que nous croyons proprement humains se retrouvent sous une forme ou une autre dans le monde animal. Il est donc vain de chercher un trait humain particulier qui serait présent chez l’Homo sapiens mais absent chez Néandertal. Il y a les avantages techniques, bien sûr, mais Homo sapiens est aussi extrêmement social, sans doute plus que tous les autres. Certains scientifiques parlent même d’une autodomestication de notre espèce. Depuis longtemps, les hommes savent créer des coalitions et des réseaux ne se limitant pas à des petits groupes : comme en témoigne l’explosion de l’art pariétal après le remplacement, les mythes et croyances partagées ont permis de créer un lien entre des groupes distants de plusieurs centaines de kilomètres. Mais la fréquence des objets de parures dès avant la sortie d’Afrique indique déjà une grande complexité sociale chez nos ancêtres. On retrouve certes quelques traces similaires chez les Néandertaliens, mais dans des quantités incomparables.

N’a-t-on pas une sorte de sentiment de supériorité vis-à-vis de ces groupes disparus ?

Il faut faire attention à ne pas transposer dans la préhistoire les débats politiques d’aujourd’hui. Dire qu’Homo sapiens avait un avantage sur Néandertal ne fait pas de moi une sorte de paléoraciste. J’ai une vraie fascination pour Néandertal. Mais il me fascine plus parce qu’il est différent que parce qu’il nous ressemble. Dans nos histoires communes, l’Homo sapiens et Néandertal se sont côtoyés, et ont même peut-être cohabité à certains endroits. Et puis, à un moment donné, sans qu’on parvienne à l’expliquer par une catastrophe climatique ou environnementale, nos ancêtres ont pris le dessus. Qu’est-ce qui leur a donné cet avantage démographique ? Une chose est certaine, sur la longue durée : l’évolution du cerveau est différente chez l’Homo sapiens et Néandertal. Nous en avons des preuves anatomiques et génétiques. La structure du cervelet en particulier, une partie du cerveau impliquée dans la motricité, mais aussi dans le langage et les interactions sociales, s’est profondément modifiée dans notre espèce.

La face de l’«Homo sapiens» du site de Djebel Irhoud est très moderne

Vous avez une formation de paléontologie, mais nous parlons de génétique, de rôle du cerveau… Votre discipline a énormément changé en quelques années. N’est-ce pas déconcertant ?

Quand j’ai commencé dans ce métier, j’avais peur d’arriver trop tard dans un monde où tout avait été découvert. Et puis, les nouvelles technologies sont venues tout bouleverser. La paléogénétique notamment, qui a brouillé les frontières entre les espèces en démontrant qu’une petite partie de notre ADN était issue de mélanges avec les Néandertaliens. Le récit sur nos origines est lui aussi chamboulé. On a longtemps cherché un foyer géographique précis, un berceau un peu biblique pour notre espèce. On se rend compte désormais, notamment grâce à la découverte de Djebel Irhoud, que l’homme moderne n’est pas apparu d’un seul coup, mais que ce sont probablement des échanges entre différents groupes africains qui ont donné naissance à l’espèce incroyablement homogène que nous sommes. Les comportements de nos ancêtres ont influencé leur biologie, et l’inverse est également vrai. Notre discipline doit donc se confronter à de très nombreux domaines scientifiques, et c’est fascinant.

Source : Le Soir du 20/01/2022

Spéciation allopatrique

Selon ce mode de spéciation, des populations initialement interfécondes évoluent en espèces distinctes car elles sont isolées géographiquement. C'est le mode de spéciation de loin le plus fréquent chez les animaux. Il se décline en deux modalités :

Spéciation vicariante

Une barrière géographique (rivière, montagne, vallée, océan, glacier…) coupe l'aire de répartition d'une espèce en plusieurs zones. Dans chacune des zones, chaque population évolue indépendamment des autres, pouvant donner naissance à une nouvelle espèce. C'est le cas des éléphants nains comme Elephas falconeri en Sicile.

Spéciation péripatrique ou spéciation par effet fondateur

Un petit nombre d'individus fondent une nouvelle population en marge de l'aire de répartition de l'espèce d'origine, par exemple à la suite de la colonisation d'une île près de la côte. Cette nouvelle population de petite taille peut évoluer rapidement en une nouvelle espèce.

L'ombre rouge indique l'habitat des bonobos. L'ombre bleue indique l'habitat des chimpanzés. C'est un exemple de spéciation allopatrique parce qu'ils sont séparés par une barrière naturelle (la rivière Congo) et ne partagent aucune partie de leur habitat.

Ces populations peuvent aussi revenir en sympatrie (contact secondaire), et peuvent même donner une descendance si les évolutions n'ont pas été trop importantes. Dans ce cas, il peut tout de même y avoir une spéciation s'il y a une faiblesse hybride, c'est-à-dire que la survie/reproduction de l'hybride est plus faible (même légèrement) que celle des deux populations. Dans ce cas les allèles conférant la capacité de reproduction avec les individus de l'autre population seront donc désavantagés et disparaîtront. On parle alors de mécanismes de renforcement qui apparaissent dès qu'il y a une amorce de reproduction (faiblesse hybride).

Source : Wikipedia

Spéciation sympatrique

La spéciation sympatrique ou spéciation sympatride est un processus de spéciation par lequel de nouvelles espèces très proches (par exemple, faisant partie d'un groupe frère) émergent d'un ancêtre commun alors qu'elles habitent la même région géographique. Elle est, avec la spéciation allopatrique et péripatrique, l'une des catégories de base de spéciation géographique. L'expression a été inventée en 1904 par Poulton.

La spéciation sympatrique chez les eucaryotes multicellulaires est un processus peu fréquent, mais plausible, amenant la divergence génétique (par isolement reproductif) à apparaître chez des populations d'une même espèce habitant la même région géographique. Le processus serait beaucoup plus fréquent chez les bactéries en raison d'une moins grande limitation de la reproduction asexuée et d'un transfert horizontal de gènes beaucoup plus rapide.

L'exemple de la mouche du pommier

La mouche du pommier (Rhagoletis pomonella) vivait initialement sur l'aubépine américaine (Crataegus mollis). À la suite de l'introduction en Amérique du Nord du pommier domestique européen (Malus domestica), il y a quatre siècles, l'insecte s'est mis petit à petit à infecter le pommier. Or le cycle de vie de la mouche doit être calé sur la période de floraison des arbres, la femelle fécondée devant pondre ses œufs dans les fruits. Le pommier ayant son cycle quatre semaines avant celui de l'aubépine, la population initiale de mouche du pommier s'est scindée en deux, l'une qui fréquente l'aubépine et l'autre qui fréquente le pommier. Les deux populations sont en principe interfertiles, mais les périodes de fécondation des deux populations étant décalées dans le temps, il s'est établi de fait une barrière de reproduction. On a observé un processus de spéciation (portant par exemple sur la longueur de l'ovipositeur). Une différentiation génétique a également été observée.

Source : Wikipedia

Spéciation parapatrique

En spéciation parapatrique, deux sous-populations d'une espèce développent un isolement reproducteur tout en continuant d'échanger des gènes. Ce mode de spéciation présente trois caractéristiques distinctives: 1) l'accouplement a lieu de manière non aléatoire, 2) le flux de gènes a lieu de manière inégale et 3) des populations existent dans des zones géographiques continues ou discontinues. Cette répartition peut être le résultat d’une dispersion inégale, d’obstacles géographiques incomplets ou d’expressions de comportement divergentes, entre autres. La spéciation parapatrique prédit que des zones hybrides existeront souvent à la jonction entre les deux populations.

En biogéographie, les termes parapatrique et parapatrie sont souvent utilisés pour décrire la relation entre des organismes dont les aires de répartition ne se chevauchent pas de manière significative mais qui sont immédiatement adjacentes les unes aux autres ; ces aires ne se produisent pas ensemble sauf dans une zone de contact étroite. La parapatrie est une distribution géographique opposée à la sympatrie (même zone) et à l’allopatrie ou à la périphérie (deux cas similaires de zones distinctes).

Diverses « formes » de parapatrie ont été proposées et sont discutées ci-dessous. Jerry Coyne et Orr dans Speciation classent ces formes en trois groupes: clinal (gradients environnementaux), « tremplin » (populations discrètes) et spéciation stasipatrique conformément à la plupart des ouvrages sur la spéciation parapatrique. Désormais, les modèles sont subdivisés selon un format similaire.

Charles Darwin fut le premier à proposer ce mode de spéciation. Ce n'est qu'en 1930 que Ronald Fisher publie La Théorie génétique de la sélection naturelle, où il expose un modèle théorique verbal de la spéciation clinale. En 1981, Joseph Felsenstein a proposé un modèle alternatif de « population discrète » (le « modèle d'étape » ). Depuis Darwin, de nombreuses recherches ont été menées sur la spéciation parapatrique - concluant que ses mécanismes sont théoriquement plausibles « et qu’il est très certainement intervenu dans la nature ».

Source : Wikipedia

Spéciation péripatrique

Péripatrique et péripatrie sont des termes de biogéographie faisant référence à des organismes dont les biotopes sont très proches mais ne se chevauchent pas, c'est-à-dire séparés par un lieu où ces espèces n'apparaissent pas (par exemple, une île et un continent). De tels individus sont habituellement proches (espèce sœur), leur répartition est le résultat de la spéciation péripatrique.

La spéciation péripatrique est une forme de spéciation. Dans cette dernière, de nouvelles espèces se forment et créent des populations périphériques isolées, elle ressemble à la spéciation allopatrique puisque dans cette dernière les populations sont isolées et ne peuvent pas échanger leurs gènes. En revanche, la spéciation péripatrique, contrairement à la spéciation allopatrique fait qu'une des populations est bien plus petite que l'autre. Une des conséquences de la spéciation péripatrique peut notamment être qu'une espèce présente dans une large zone géographique devienne paraphylétique, et donc une espèce mère non éteinte. Le concept d'une espèce mère non éteinte est donc une conséquence logique par laquelle une espèce donne naissance à une autre espèce. L'évolution de l'ours polaire depuis l'ours brun est un très bon exemple d'une espèce vivante qui donna naissance à d'autres à travers l'évolution d'une population se situant à l'écart de leur ancêtre commun.

L'apparition du moustique du métro londonien, la sous-espèce Culex pipiens molestus, est également un exemple de spéciation allopatrique en cours. Au cours des travaux de réalisation des voies du métro londonien, quelques moustiques se sont introduits dans les tunnels souterrains où ils se nourrissent plutôt du sang de mammifères (rats, souris, voyageurs) alors que la population vivant à l'air libre se nourrit préférentiellement de sang d'oiseaux. Durant la Seconde Guerre mondiale, les Londoniens qui s'y réfugiaient lors des bombardements se plaignent des attaques de ces moustiques voraces. En surface, les deux formes de Culex pipiens coexistent et peuvent se reproduire encore entre elles.

La théorie de la spéciation péripatrique à tout d'abord été proposée par Ernst Mayr, et peut être reliée à l'effet fondateur, car de petits groupes de population peuvent subir la sélection naturelle. La dérive génétique est souvent proposée comme facteur de la spéciation péripatrique.

Source : Wikipedia

L’un des plus anciens fossiles d’Homo sapiens prend un coup de vieux : il aurait au moins 230 000 ans

L’un des plus anciens fossiles d’Homo sapiens découvert en Éthiopie aurait au moins 230 000 ans, une datation qui fait, une nouvelle fois, reculer dans le temps les débuts de notre espèce.

Les restes d « Omo Kibish 1 » furent déterrés en 1967 par l’équipe du célèbre paléoanthropologue kényan Richard Leakey, récemment décédé, dans la basse vallée de l’Omo (sud de l’Ethiopie), un site préhistorique mondialement réputé pour ses nombreux fossiles d’hominidés.

Bien que très abîmés, les ossements du corps et les fragments du crâne présentaient une morphologie étonnamment moderne, faisant d’Omo 1 le plus ancien fossile d’Homo sapiens connu d’Afrique de l’Est. Et même de tout le continent africain, avant d’être détrôné par la découverte en 2017 de restes d’Homo sapiens primitifs au Maroc, remontant à 300 000 ans.

À Omo 1, très difficile à dater en l’absence de dentition, on donna approximativement 130 000 ans. Une étude parue en 2005 est ensuite venue repousser le temps, à 195 000 ans, en se fondant sur l’analyse des sédiments environnants - marqueur chronologique beaucoup plus fiable en l’occurrence que la datation directe sur les os.

Analyse de l’histoire des éruptions

Mais « il restait encore beaucoup d’incertitude sur son âge », explique Céline Vidal, auteure principale d’une nouvelle étude publiée mercredi dans la revue Nature. Cette volcanologue de l’Université de Cambridge est donc partie refouiller le bassin sédimentaire d’Omo Kibish, alimenté par la rivière Kibish. Située dans le Grand Rift, la zone fut en proie à de violentes éruptions volcaniques entre 300 000 et 60 000 ans avant notre ère.

C’est grâce à l’examen des différentes couches de cendres et de sédiments que les scientifiques ont pu évaluer l’âge des restes humains - par une méthode de datation, appelée « argon-argon », des gaz rares contenus dans les roches.

Marge d’erreur de 22 000 ans

Grâce à des méthodes perfectionnées, son équipe a pu examiner la couche de cendres recouvrant les restes, et relier ces dépôts volcaniques à une explosion colossale du volcan Shala survenue il y a 233 000 ans. Ces analyses ont permis de dater les fossiles d’Omo sous cette couche, à environ « 233 000 ans avec une marge d’erreur de 22 000 ans », détaille l’étude.

Et il s’agit d’un âge minimum, c’est-à-dire que ces restes humains pourraient être encore plus vieux. « C’est un saut considérable dans le temps ! », se réjouit Aurélien Mounier, paléoanthropologue au Musée de l’Homme, l’un des auteurs. Et surtout, l’échelle de temps s’aligne de manière plus cohérente sur les derniers modèles de l’évolution humaine.

Proche de la datation génétique

« On se rapproche de la date avancée par la génétique, selon laquelle c’est aux alentours de 300 000 ans que l’homme moderne a divergé des autres lignées humaines », développe ce chercheur CNRS.

Omo 1 se rapproche aussi de l’âge des fossiles marocains de Jebel Irhoud - 300 000 ans également. Mais c’est le crâne éthiopien qui, à ses yeux, constitue désormais « la preuve la plus solide de la présence la plus ancienne de Sapiens » dans l’ensemble de son berceau africain. Car, lorsqu’on compare les voûtes crâniennes des deux spécimens, Omo 1 « est le seul à posséder pleinement les caractéristiques morphologiques de l’homme moderne ».

Source : Sud-Ouest du 12/01/2022

L'âge du plus vieux fossile d'Homo sapiens reculé à 230.000 ans

Une nouvelle étude menée par l'Université de Cambridge repousse de 30.000 ans au moins l'âge d'Omo 1, plus vieux fossile d'Homo sapiens avéré à ce jour. Trouvé en Éthiopie dans les années 1960, sa datation a toujours été considérée comme délicate.

En 1967, l’équipe du paléo-anthropologue kenyan Richard Leakey découvrait près de Kibish, dans la vallée de l’Omo, au sud de l’Éthiopie, deux crânes qui allaient devenir les plus anciens restes fossiles d’Homo Sapiens connus. Durant environ quarante ans, on estime que l’Homme de Kibish, aussi appelé Omo 1 et Omo 2, est daté de 130.000 ans. En 2005, son âge est encore revu à la hausse : d’après une étude des sédiments dans lesquels il reposait, il aurait plutôt 195.000 ans, 200.000 au maximum.

Publiées ce mercredi 12 janvier 2022 dans la revue Nature, de nouvelles analyses viennent vieillir encore un peu plus notre plus ancien ancêtre direct et avéré, reculant le moment où il a foulé le sol éthiopien de 30.000 ans. L’équipe internationale de scientifiques à qui l’on doit cette réévaluation, dirigée par l'Université de Cambridge, a démontré que les restes d’Omo 1 devaient être plus anciens qu'une colossale éruption volcanique survenue près du site d’Omo Kibish il y a 230.000 ans.

En 2017, une équipe internationale dirigée par Jean-Jacques Hublin de l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutionniste de Leipzig annonce avoir trouvé sur le site de Djebel Irhoud, au Maroc, les restes de cinq individus datant d’environ 315.000 ans, repoussant ainsi de 100.000 ans l’âge de notre espèce. Si ces fossiles marquent incontestablement un nouveau jalon dans l’histoire humaine la plus récente, ils ne peuvent pour autant pas être considérés comme ceux d'un Homo sapiens tel qu'on le définit aujourd'hui. Ces ossements présentent des caractéristiques de notre espèce, indiquant que notre évolution était enclenchée dès 300.000 ans.

Faire parler les cendres

L’une des meilleures manières de dater un fossile est d’avoir à disposition des cendres volcaniques au sein des niveaux de sédiments, celles-ci pouvant être datées à plus ou moins 100 ans près grâce à la récente méthode Argon-Argon. Cette méthode fréquemment utilisée en archéologie - et qui le fut largement à Pompéi - permet d’estimer le temps écoulé depuis la cristallisation de la lave grâce à sa radioactivité, en mesurant le rapport entre deux isotopes de l’argon (un gaz généralement retenu par les roches mais qui, lors d’une éruption, se retrouve en quantité nulle dans la lave). Ainsi, lorsqu’un fossile repose entre deux couches de cendres correspondant à deux éruptions différentes, il est théoriquement possible d’obtenir une fourchette d’âge.

Omo Kibish a certes l’immense avantage de regorger de cendres, les volcans étant nombreux aux alentours, mais il a aussi le défaut frustrant de présenter des cendres trop fines pour être exploitées via la méthode Argon-Argon. "Les cendres y sont semblables à de la farine. Il nous faut des échantillons plus grossiers, comme des petites pierres ponces, pour faire appel à cette technique", affirme à Sciences et Avenir la volcanologue Céline Vidal, directrice d’étude à Cambridge et première auteure de l’étude. Mais alors comment les chercheurs sont-ils parvenus en 2005 à fixer cette limite d’âge à 200.000 ans ? "Chaque éruption volcanique a une empreinte géochimique unique", continue la chercheuse. "Cette empreinte est déterminée par le chemin qu’a suivi le magma. Une fois la roche broyée, vous libérez les minéraux qu'elle contient et pouvez alors 'lire' la signature chimique du verre volcanique qui maintenait les minéraux ensemble."

Le volcan identifié

Au début des années 2000, l’équipe menée par le géologue australien Ian McDougall avait alors corrélé la signature géochimique du niveau de cendres situé juste en-dessous des fossiles à celle d’un autre niveau identifié plus loin, sur un même axe. Après avoir trouvé une correspondance avec ce deuxième échantillon estimé à 200.000 ans environ, ils en étaient arrivés à la conclusion qu’Omo 1 avait tout au plus le même âge. "Mais de l’aveu-même de l’équipe, la relation stratigraphique entre les sédiments d’Omo 1 et cet autre niveau de cendres n’était pas très clair. De fait, ce résultat a toujours été considéré comme incertain", poursuit Céline Vidal.

Cette fois, la méthode employée semble incontestable. Dans le cadre d’un vaste programme de datation des éruptions survenues en Éthiopie il y a entre 300.000 et 60.000 ans - période à laquelle nos ancêtres Homo se sont développés et ont migré à l’extérieur de l’Afrique -, Céline Vidal et ses collègues sont parvenus à identifier avec précision quel volcan, lors de son éruption, avait produit la couche de cendres recouvrant les restes d’Omo 1. "Nous avons pu cette fois analyser les grosses pierres ponces récoltées près du volcan pour dater l’éruption et corréler leur empreinte chimique avec celles du niveau de cendres situé au-dessus des ossements." Que faut-il en déduire ? Les fossiles d’Omo 1 ayant été recouverts par de la cendre produite lors d’une éruption survenue il y a 230.000 ans environ, il est possible d’affirmer que l’individu a au minimum le même âge, peut-être bien plus.

Une éruption cataclysmique

Environ 300 kilomètres séparent le volcan Shala, celui-là même qui s’est déchaîné il y a 230.000 ans, et les formations sédimentaire d’Omo Kibish. "C’est une très grande distance. En sachant également que les fossiles se trouvaient sous deux mètres de couche de cendres, nous pouvons affirmer que l’éruption a été colossale, proche d’une centaine de kilomètre cube de magma. À côté, l’éruption a qui détruit Pompéi était toute petite - même si elle fut catastrophique", conclut la volcanologue.

Désormais, le défi des chercheurs est de trouver à Omo 1 un âge maximum, idéalement le plus proche possible de 230.000. "L'idéal serait évidemment d'obtenir la fourchette la plus réduite possible", confie Céline Vidal. Pour cela, il faudra cette trouver une correspondance entre une éruption précise survenue dans la région, à l'instar de celle de Shala, et une couche de cendres placée sous les restes, et non plus au-dessus d’eux. "Plus nous identifierons d'éruption dans le cadre de nos recherches, plus nous trouverons de candidats potentiels."

Source : Sciences et Avenir du 12/01/2022

Comment l'évolution a façonné notre cerveau

Oui, le cerveau de ce beau parleur d'Homo sapiens est bien unique ! Mais comment a-t-il pu développer ses capacités symboliques et sa motricité hors pair ? La comparaison avec d'autres primates permet aux généticiens de commencer à le comprendre.

Langage, pensée symbolique, création artistique et technique… Des aptitudes inouïes, que seule notre espèce a développées à ce point. Mais comment expliquer leur apparition ? Quels changements génétiques ont pu les induire ? Autant d’énigmes que l’on commence à résoudre en comparant le génome et le développement embryonnaire du cerveau de notre espèce avec ceux d’autres, plus ou moins proches. Les capacités hors normes d’Homo sapiens s’expliquent déjà par la taille exceptionnelle de son cerveau par rapport à celle de son corps. Sous cet angle, il bat même l’éléphant ou le cachalot. Dans la lignée des primates qui mène à H. sapiens, le développement du cerveau connaît une progression fulgurante. Et il s’avère trois fois plus gros chez l’être humain moderne que chez ses plus proches parents actuels, le chimpanzé et le gorille ! Grâce à cette augmentation de taille, mais aussi au plissement de plus en plus marqué du cortex, sa mince couche externe où se concentrent les neurones, la capacité nerveuse du cerveau s'est spectaculairement accrue.

Une particularité dès la dixième semaine de grossesse

Mais à quels mécanismes le cerveau humain doit-il ce développement impressionnant ? À une mosaïque de changements génétiques intervenus soit dans les gènes codant pour les protéines, soit dans les régions de l'ADN qui les séparent, au niveau de courtes séquences dites HAR (pour Human Accelerated Regions) qui régulent finement leur expression. "Pour répertorier ces séquences modifiées, la démarche a consisté à repérer, parmi toutes celles qui modulent l'expression des gènes, celles qui n'ont pas changé chez les autres primates alors qu'elles ont varié dans le génome humain", précise Nicolas Narboux-Nême, du Muséum national d'histoire naturelle à Paris.

Les effets de ces bouleversements génétiques se font sentir dès la dixième semaine de grossesse. Car divers processus amplifient alors la prolifération des cellules à l'origine du cortex cérébral. Pour bien comprendre, il faut en effet se souvenir que l'embryon commence par former une première ébauche de cortex à l'extrémité antérieure du tube neural. Puis apparaissent des cellules, dites précurseurs, qui à leur tour vont engendrer les différents types de neurones qui formeront les six couches cellulaires du cortex. Or la comparaison du génome de l'être humain avec celui du chimpanzé montre que des gènes impliqués dans la formation des neurones précurseurs ont été dupliqués au cours de l'évolution menant à Sapiens. C'est le cas par exemple de ARHGAP11B et NOTCH2NL, qui codent pour deux protéines capables d'activer la prolifération de ces cellules, et n'existent chez le chimpanzé qu'en un seul exemplaire. Introduites chez la souris, ces protéines induisent un changement substantiel du cortex cérébral : une forte augmentation du nombre de neurones et, même, une amorce de plissement.

Source : Sciences et Avenir du 10/01/2022

Génome

Le génome, ou rarement génôme, est l'ensemble du matériel génétique d'une espèce codé dans son acide désoxyribonucléique (ADN), à l'exception de certains virus dont le génome est constitué d'acide ribonucléique (ARN). Il contient en particulier tous les gènes codant des protéines ou correspondant à des ARN structurés. Il se décompose donc en séquences codantes (transcrites en ARN messagers et traduites en protéines) et non codantes (non transcrites, ou transcrites en ARN, mais non traduites).

Le génome est constitué de un ou plusieurs chromosomes dont le nombre total dépend de l'espèce considérée, chaque chromosome étant constitué d'une unique molécule d'ADN, linéaire chez les eucaryotes et le plus souvent circulaire chez les procaryotes. Chaque chromosome peut être présent en un ou plusieurs exemplaires, le plus souvent deux chez les espèces sexuées, l'un d'origine maternelle et l'autre d'origine paternelle (organisme diploïde).

La science qui étudie le génome est la génomique.

Il ne faut pas confondre le génome et le caryotype, qui est l'analyse ou la description macroscopique de l'arrangement des chromosomes.

Source : Wikipedia

ADN / Acide désoxyribonucléique

L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, est une macromolécule biologique présente dans presque toutesa les cellules ainsi que chez de nombreux virus. L'ADN contient toute l'information génétique, appelée génome, permettant le développement, le fonctionnement et la reproduction des êtres vivants. C'est un acide nucléique, au même titre que l'acide ribonucléique (ARN). Les acides nucléiques sont, avec les peptides et les glucides, l'une des trois grandes familles de biopolymères essentiels à toutes les formes de vie connues.

Les molécules d'ADN des cellules vivantes sont formées de deux brins antiparallèles enroulés l'un autour de l'autre pour former une double hélice. On dit que l'ADN est bicaténaire, ou double brin. Chacun de ces brins est un polymère appelé polynucléotide. Chaque monomère qui le constitue est un nucléotide, lequel est formé d'une base nucléique, ou base azotée — adénine (A), cytosine (C), guanine (G) ou thymine (T) — liée à un ose — ici, le désoxyribose — lui-même lié à un groupe phosphate. Les nucléotides polymérisés sont unis les uns aux autres par des liaisons covalentes entre le désoxyribose d'un nucléotide et le groupe phosphate du nucléotide suivant, formant ainsi une chaîne où alternent oses et phosphates, avec des bases nucléiques liées chacune à un ose. L'ordre dans lequel se succèdent les nucléotides le long d'un brin d'ADN constitue la séquence de ce brin. C'est cette séquence qui porte l'information génétique. Celle-ci est structurée en gènes, qui sont exprimés à travers la transcription en ARN. Ces ARN peuvent être non codants — ARN de transfert et ARN ribosomique notamment — ou bien codants : il s'agit dans ce cas d'ARN messagers, qui sont traduits en protéines par des ribosomes. La succession des bases nucléiques sur l'ADN détermine la succession des acides aminés qui constituent les protéines issues de ces gènes. La correspondance entre bases nucléiques et acides aminés est le code génétique. L'ensemble des gènes d'un organisme constitue son génome.

Les bases nucléiques d'un brin d'ADN peuvent interagir avec les bases nucléiques d'un autre brin d'ADN à travers des liaisons hydrogène, qui déterminent des règles d'appariement entre paires de bases : l'adénine et la thymine s'apparient au moyen de deux liaisons hydrogène, tandis que la guanine et la cytosine s'apparient au moyen de trois liaisons hydrogène. Normalement, l'adénine et la cytosine ne s'apparient pas, tout comme la guanine et la thymine. Lorsque les séquences des deux brins sont complémentaires, ces brins peuvent s'apparier en formant une structure bicaténaire hélicoïdale caractéristique qu'on appelle double hélice d'ADN. Cette double hélice est bien adaptée au stockage de l'information génétique : la chaîne oses-phosphates est résistante aux réactions de clivage ; de plus, l'information est dupliquée sur les deux brins de la double hélice, ce qui permet de réparer un brin endommagé à partir de l'autre brin resté intact ; enfin, cette information peut être copiée à travers un mécanisme appelé réplication de l'ADN au cours duquel une double hélice d'ADN est recopiée fidèlement en une autre double hélice portant la même information. C'est en particulier ce qu'il se passe lors de la division cellulaire : chaque molécule d'ADN de la cellule mère est répliquée en deux molécules d'ADN, chacune des deux cellules filles recevant ainsi un jeu complet de molécules d'ADN, chaque jeu étant identique à l'autre.

Dans les cellules, l'ADN est organisé en structures appelées chromosomes. Ces chromosomes ont pour fonction de rendre l'ADN plus compact à l'aide de protéines, notamment d'histones, qui forment, avec les acides nucléiques, une substance appelée chromatine. Les chromosomes participent également à la régulation de l'expression génétique en déterminant quelles parties de l'ADN doivent être transcrites en ARN. Chez les eucaryotes (animaux, plantes, champignons et protistes), l'ADN est essentiellement contenu dans le noyau des cellules, avec une fraction d'ADN présent également dans les mitochondries ainsi que, chez les plantes, dans les chloroplastes. Chez les procaryotes (bactéries et archées), l'ADN est contenu dans le cytoplasme. Chez les virus qui contiennent de l'ADN, celui-ci est stocké dans la capside. Quel que soit l'organisme considéré, l'ADN est transmis au cours de la reproduction : il joue le rôle de support de l'hérédité. La modification de la séquence des bases d'un gène peut conduire à une mutation génétique, laquelle peut, selon les cas, être bénéfique, sans conséquence ou néfaste pour l'organisme, voire incompatible avec sa survie. À titre d'exemple, la modification d'une seule base d'un seul gène — celui de la β-globine, une sous-unité protéique de l'hémoglobine A — du génotype humain est responsable de la drépanocytose, une maladie génétique parmi les plus répandues dans le monde.

Source : Wikipedia

Early modern human / humain moderne

L'humain moderne (Early modern human EMH) ou l'humain anatomiquement moderne (anatomically modern human AMH) sont des termes utilisés pour distinguer Homo sapiens (la seule espèce humaine existante) qui sont anatomiquement cohérents avec la gamme de phénotypes observés chez les humains contemporains d'espèces humaines archaïques éteintes. Cette distinction est particulièrement utile pour les époques et les régions où les humains anatomiquement modernes et archaïques coexistaient, par exemple en Europe paléolithique. Parmi les plus anciens vestiges connus d'Homo sapiens sont d'Omo-Kibish I, datant d'il y a environ 196.000 ans, Florisbad, datant d'il y a 259.000 ans, et Jebel Irhoud, datant d'il y a environ 300.000 ans.

Les espèces éteintes du genre Homo comprennent Homo erectus (existant il y a environ 2 à 0,1 million d'années) et un certain nombre d'autres espèces (par certains auteurs considérées comme des sous-espèces de H. sapiens ou de H. erectus). On estime que la divergence de la lignée conduisant à H. sapiens à partir de H. erectus ancestral (ou d'une espèce intermédiaire telle que Homo antecessor) s'est produite en Afrique il y a environ 500.000 ans. La plus ancienne preuve fossile des premiers humains modernes apparaît en Afrique il y a environ 300.000 ans, les premières fractures génétiques parmi les personnes modernes, selon certaines preuves, remontent à peu près à la même époque. Le mélange humain archaïque soutenu avec les humains modernes est connu pour avoir eu lieu à la fois en Afrique et (suite à la récente expansion Out-Of-Africa) en Eurasie, entre environ 100.000 et 30.000 ans depuis.

Nom et taxonomie

Le nom binomial Homo sapiens a été inventé par Linnaeus, 1758. Le nom latin homō (génitif hominis) signifie «être humain», tandis que le participe sapiēns signifie «discerner, sage, sensible».

On pensait initialement que l'espèce avait émergé d'un prédécesseur du genre Homo il y a environ 300.000 à 200.000 ans. Un problème avec la classification morphologique de «anatomiquement moderne» était qu'elle n'aurait pas inclus certaines populations existantes. Pour cette raison, une définition (cladistique) basée sur la lignée de H. sapiens a été suggérée, dans laquelle H. sapiens ferait référence par définition à la lignée humaine moderne suite à la scission de la lignée de Néandertal. Une telle définition cladistique porterait l'âge de H. sapiens à plus de 500.000 ans.

Les estimations de la division entre la lignée Homo sapiens et la lignée combinée Néandertal / Denisovan varient entre 503.000 et 565.000 ans ; il y a entre 550.000 et 765.000 ans ; et (sur la base des taux d'évolution dentaire) il y a probablement plus de 800.000 ans.

Les populations humaines existantes ont été historiquement divisées en sous-espèces, mais depuis les années 1980, tous les groupes existants ont eu tendance à être subsumés en une seule espèce, H. sapiens, évitant complètement la division en sous-espèces.

Certaines sources montrent que les Néandertaliens (H. neanderthalensis) sont une sous-espèce (H. sapiens neanderthalensis). De même, les spécimens découverts des espèces de H. rhodesiensis ont été classés par certains comme une sous-espèce (H. sapiens rhodesiensis), bien qu'il reste plus courant de traiter ces deux derniers comme des espèces distinctes dans le genre Homo plutôt que comme sous-espèce au sein de H. sapiens.

Tous les humains sont considérés comme faisant partie de la sous-espèce H. sapiens sapiens, une désignation qui a été un sujet de débat puisqu'une espèce ne se voit généralement pas attribuer une catégorie de sous-espèce à moins qu'il y ait des preuves de plusieurs sous-espèces distinctes.

Processus d'âge et de spéciation

Dérivation de H. erectus

On estime que la divergence de la lignée conduisant à H. sapiens à partir de variétés humaines archaïques dérivées de H. erectus s'est produite il y a plus de 500.000 ans. Des études antérieures ont estimé les plus anciennes divisions parmi les populations modernes à ce jour il y a environ 160 à 100.000 ans (en 2011 et 2012) sur la base de fragments à courte séquence et à 300 à 250.000 ans après la mise à l'échelle (en 2012). Cependant, la plus ancienne division parmi les populations humaines modernes (comme le Khoisan séparé des autres populations) a été plus récemment calculée par une étude de 2017 à ce jour entre 350.000 et 260.000 ans, et le plus ancien H. sapiens connu et les fossiles datent également de cette période, y compris les restes de Jebel Irhoud du Maroc (il y a environ 300.000 ou 350-280.000 ans), le crâne de Florisbad d'Afrique du Sud (il y a environ 259.000 ans) et les restes d'Omo d'Ethiopie (il y a environ 195.000 ans).

Une étude d'ADNmt en 2019 a proposé une origine des humains modernes au Botswana (et une scission de Khoisan) d'environ 200.000 ans. Cependant, cette proposition a été largement critiquée par les savants, avec les preuves récentes dans l'ensemble (génétique, fossile et archéologique) soutenant une origine pour H. sapiens environ 100.000 ans plus tôt et dans une région de l’Afrique plus large que ne le propose l’étude.

En septembre 2019, les scientifiques ont proposé que le premier H.sapiens (et le dernier ancêtre humain commun aux humains modernes) soit apparu il y a entre 350.000 et 260.000 ans à la suite d'une fusion de populations en Afrique de l'Est et du Sud.

Une autre suggestion définit de manière cladistique H. sapiens comme incluant la lignée des humains modernes depuis la scission de la lignée des Néandertaliens, il y a environ 500.000 à 800.000 ans.

Le temps de divergence entre archaïques H. sapiens et les ancêtres de l'homme de Néandertal et hominidé de Denisova causée par un goulot d'étranglement génétique de ce dernier a été daté à il y a 744.000 ans, associée à des événements répétés adjuvant précoce et hominidé de Denisova divergeant de l'homme de Néandertal 300 générations après leur scission de H. Sapiens, tel que calculé par Rogers et al. (2017).

La dérivation d'une seule espèce comparativement homogène de H.sapiens à partir de variétés plus diverses d'humains archaïques (qui descendaient toutes de la dispersion précoce de H.erectus il y a environ 1,8 million d'années) a été débattue en termes de deux modèles concurrents au cours des années 1980. : " origine africaine récente " postulait l'émergence de H. sapiens à partir d'une population source unique en Afrique, qui s'est développée et a conduit à l'extinction de toutes les autres variétés humaines, tandis que le modèle "d'évolution multirégionale" postulait la survie des formes régionales d'humains archaïques, convergeant progressivement vers les variétés humaines modernes par le mécanisme de variation clinale, via la dérive génétique, le flux génétique et la sélection à travers le Pléistocène.

Depuis les années 2000, la disponibilité de données d'archéogénétique et de génétique des populations a conduit à l'émergence d'une image beaucoup plus détaillée, intermédiaire entre les deux scénarios concurrents décrits ci-dessus : la récente expansion hors de l'Afrique représente la part prédominante de l'homme moderne. ascendance, alors qu'il y avait également des événements de mélange importants avec des humains archaïques régionaux.

Depuis les années 1970, les vestiges de l'Omo, datés d'il y a environ 195.000 ans, ont souvent été considérés comme le point de coupure conventionnel pour l'émergence «d'humains anatomiquement modernes». Depuis les années 2000, la découverte de vestiges plus anciens aux caractéristiques comparables, et la découverte d'hybridation en cours entre les populations «modernes» et «archaïques» après l'époque des vestiges de l'Omo, ont ouvert un débat renouvelé sur l'âge de H. sapiens en publications journalistiques. H. s. idaltu, daté d'il y a 160.000 ans, a été postulé comme une sous-espèce éteinte de H. sapiens en 2003. H. neanderthalensis, qui s'est éteinte il y a environ 40.000 ans, a également été considérée à un moment comme une sous-espèce, H. s. neanderthalensis.

H. heidelbergensis, daté d'il y a 600.000 à 300.000 ans, a longtemps été considéré comme un candidat probable pour le dernier ancêtre commun des lignées humaines néandertaliennes et modernes. Cependant, les preuves génétiques des fossiles de Sima de los Huesos publiées en 2016 semblent suggérer que H.heidelbergensis dans son intégralité devrait être inclus dans la lignée néandertalienne, comme «pré-néandertalien» ou «néandertalien précoce», tandis que le temps de divergence entre les lignées néandertaliennes et les modernes ont été repoussées avant l'émergence de H. heidelbergensis, à près de 800.000 ans, heure approximative de la disparition de H. antecessor.

Ancien Homo sapiens

Le terme Paléolithique moyen vise à couvrir la période entre la première émergence de H.sapiens (il y a environ 300.000 ans) et la période détenue par certains pour marquer l'émergence d'une modernité comportementale totale (il y a environ 50.000 ans, correspondant au Paléolithique supérieur).

Beaucoup des premières découvertes humaines modernes, comme celles de Jebel Irhoud, Omo, Herto, Florisbad, Skhul, Red Deer Cave et Peștera cu Oase présentent un mélange de traits archaïques et modernes. Skhul V, par exemple, a des crêtes sourcilières proéminentes et un visage en saillie. Cependant, le cas du cerveau est assez arrondi et distinct de celui des Néandertaliens et est similaire au cas du cerveau des humains modernes. Il n'est pas certain que les traits robustes de certains des premiers humains modernes comme Skhul V reflètent une ascendance mixte ou la conservation de traits plus anciens.

Le squelette «gracile» ou légèrement bâti des humains anatomiquement modernes a été lié à un changement de comportement, y compris une coopération accrue et un «transport de ressources».

Il est prouvé que le développement caractéristique du cerveau humain, en particulier le cortex préfrontal, était dû à "une accélération exceptionnelle de l' évolution du métabolome ... parallèlement à une réduction drastique de la force musculaire. Les changements métaboliques rapides observés dans le cerveau et les muscles, ainsi que des compétences cognitives humaines uniques et de faibles performances musculaires pourraient refléter des mécanismes parallèles dans l'évolution humaine." Les lances de Schöningen et leur corrélation de découvertes sont la preuve que des compétences technologiques complexes existaient déjà il y a 300.000 ans et sont la première preuve évidente d'une chasse active (au gros gibier). H. heidelbergensis avait déjà des compétences intellectuelles et cognitives telles que la planification, la réflexion et l'action anticipées qui jusqu'à présent n'ont été attribuées qu'à l'homme moderne.

Les événements de mélange en cours au sein des populations humaines anatomiquement modernes rendent difficile l'estimation de l'âge des ancêtres communs matrilinéaires et patrilinéaires les plus récents des populations modernes (Eve mitochondriale et Adam chromosomique Y). Les estimations de l'âge d'Adam chromosomique Y ont été considérablement repoussées avec la découverte d'une ancienne lignée chromosomique Y en 2013, probablement au-delà de 300.000 ans. Il n'y a cependant eu aucun rapport sur la survie de l'ADN chromosomique Y ou mitochondrial provenant clairement d'humains archaïques (ce qui repousserait l'âge du plus récent ancêtre patrilinéaire ou matrilinéaire au-delà de 500.000 ans).

Les dents fossiles trouvées à la grotte de Qesem (Israël) et datées d'il y a 400.000 à 200.000 ans ont été comparées au matériau dentaire des plus jeunes (120.000 à 80.000 ans) des hominines Skhul et Qafzeh.

Source : Wikipedia (en)

La vie sur Terre aurait émergé il y a 3,42 milliards d’années

Une équipe de géologues aurait découvert le plus ancien microfossile de microbe et producteur de méthane prélevé dans la ceinture des roches vertes de Barberton en Afrique du Sud. D’après eux, des formes de vie capables de métaboliser le méthane pourraient avoir existé au fond des océans il y a 3,42 milliards d’années, en l’absence d’oxygène.

L’origine de l’émergence de la vie sur Terre est toujours débattue. Aurait-elle été amenée par les météorites ou les comètes, comme le propose la théorie de la panspermie ? Une autre hypothèse, la biogenèse, suggère qu’elle serait apparue dans la soupe primitive des premiers océans ou encore autour des profondes cheminées hydrothermales océaniques nommées fumeurs. Mais à quand remonte l’apparition de cette vie ?

Difficile de trancher. En effet, les conditions géochimiques terrestres il y a 4 milliards d’années sont assez mal connues. «L’environnement était probablement très hostile au développement de la vie», expliqueLaurence Lemelle, directrice de recherche au CNRS et au laboratoire de Géologie de l’ENS Lyon. «Mais dès 3,2 milliards d’années, on sait qu’il y avait une croûte océanique et des milieux marins peu profonds, donc on peut imaginer le développement d’une vie dans cet environnement. Pas celle des procaryotes qui poussent à 37 degrés dans nos laboratoires, mais peut-être comme celle des procaryotes qui vivent dans des milieux extrêmes».

«L’autre difficulté pour trouver les plus anciennes traces de vie fossile, c’est que plus on remonte dans le temps vers 4 milliards d’années, moins on trouve de surface terrestre ayant connu cette époque à cause de la tectonique des plaques, et plus les traces de vie sont effacées», complète son collègue Alexandre Simionovici, chercheur à l’Institut desSciences de la Terre et professeur à l’université de Grenoble.

La ceinture des roches vertes de Barbertonen Afrique du Sud constitue justement un terrain idéal pour rechercher des traces de vie ancienne, car il a connu peu de transformations métamorphiques fortes depuis la période géologique de l’Archéen (de 4 à 2,5 milliards d'années avant). Ce sont dans ces roches sédimentaires qu’une équipe de paléontologues et de géologues, dont font partieLaurence Lemelle et Alexandre Simionovici, a découvert les plus anciens microfossiles méthanogènes (producteurs de méthane) âgés d’environ 3,42 milliards d’années, très bien préservés et provenant de veines hydrothermales des fonds marins.

De quelle forme de vie s'agit-il ?

L’équipe s’est intéressée à une forme de vie dans un milieu hydrothermal de subsurface (une centaine de mètres sous la surface), une zone qui bénéficie de la lumière et d’un peu d’air. Il y a 3,42 milliards d’années, l’air contenait principalement de l'azote, du dioxyde de carbone et du méthane, mais pas d’oxygène. Quant à la température de l’eau, elle devait se situerautour de 30 degrés.

C’est dans cet environnement où une forme de vie aurait pu se développer, que les fossiles ont été découverts. Ces derniers prennent la forme de filaments d’une largeur d’un peu moins de 1 micron, commente Laurence Lemelle. «On observe ces formes filamentaires individuellement dans la roche, mais aussi sous des formes radiaires, ce qui évoque la formation de colonies microbiennes. Il pourrait bien s’agir d’une colonie de procaryotes.»

Mais comment être certain que ces objets filamentaires sont les fossiles de micro-organismesméthanogènes qui se développent sans oxygène ?

Une importante concentration en nickel

Les chercheurs se sont intéressés aux traces de métaux dans les filaments. En effet, les micro-organismes possèdent un panel de métaux de transition qui leur permettent de fonctionner, dont le nickel et le fer font partie. Ces métaux sontcontenus dans les protéines qui catalysent les réactions biochimiques.

Or, les micro-organismes dits méthanogènes se caractérisent par un excès de nickel par rapport aux autres. L’équipe s’est donc focalisée sur la détection de ce métal dans les fossiles, en s’appuyant sur la nano-spectroscopie d'absorption XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure). Le spectre du nickel a été obtenu par fluorescence aux rayons X, qui permet d’avoir la composition atomique.

Résultat : les chercheurs ont découvert des niveaux de nickel très proches des cellules méthanogéniques actuelles, impliquées dans le métabolisme du méthane en l’absence d’oxygène. «Le nickel favorise en effet ce genre de chimie riche qui permet de donner de l’énergie pour entretenir ou donner la vie dans un environnement anaérobie », expliqueAlexandre Simionovici. Par ailleurs, «si nous nous sommes penchés sur la piste des micro-organismes méthanogéniques, c’est parce que nous savons qu’ils font partie des types de métabolisme les plus anciens», complète Laurence Lemelle.

En outre, d’autres exemples de micro-organismes producteurs de méthane et prenant la forme de filaments minces et courbés sont déjà connus, précise l’étude qui rapporte cette découverte dans la revue Science Advances. Cependant, il est difficile d’assurer que ces fossiles constituent une trace de vie ancienne, tant les roches et les matières organiques ont subi de transformations depuis l’Archéen. Toutefois, les nombreux indices laissent penser que cette hypothèse pourrait être la bonne.

«En dehors des rayons X, nous avons analysé notre échantillon à l’aide de plusieurs méthodologies -dont la microspectroscopie Raman qui est une méthode d’observation non destructive également utilisée sur Mars- et nous pouvons affirmer que nos résultats sont fiables», souligne le chercheur. «Mais comme à chaque fois dans le domaine de la paléobiologie, dès que l’on recule l’origine de la vie de quelques millions d’années, cela créé un débat chez les scientifiques !»

La quête de traces de vie ancienne sur Terre pourrait aussi aider la recherche dans l’exobiologie, notamment sur Mars. Les deux planètes ont connu un début d’histoire commun lorsqu’il y avait de l’eau sur la planète rouge, il y a environ 3,5 milliards d’années. Ainsi, lorsque les premiers échantillons martiens seront apportés sur Terre en 2030, ils pourront être analysés de la même manière que le sont actuellement les microfossiles terrestres: à l’aide notamment de rayons X, qui permettent de traverser les roches sans les détruire. «C’est dans ce cadre que s’inscrivent nos développements méthodologiques» conclut la chercheuse.

Source : Sciences et Vie du 04/01/2022

Génétique

D'après le dictionnaire en ligne Littré, le nom de génétique vient de l'adjectif, qui qualifie ce qui est en rapport aux fonctions de génération. Il dérive du grec Genete, qui signifie engendrement.

On trouve également comme étymologie du mot génétique, dans le dictionnaire en ligne Larousse, le grec genos (race, clan) : la partie de la biologie qui étudie les lois de l'hérédité.

Une de ses branches, la génétique formelle, ou mendélienne, s'intéresse à la transmission des caractères héréditaires entre des géniteurs et leur descendance.

L'invention du terme « génétique » revient au biologiste anglais William Bateson (1861-1926), qui l'utilise pour la première fois en 1905. La génétique moderne est souvent datée de la mise en évidence de la structure en double hélice de l'ADN effectuée par James Watson et Francis Crick en 1953.

Source : Wikipedia

Gène

Un gène, du grec ancien génos (« génération, naissance, origine »), est, en biologie, une séquence discrète et héritable de nucléotides dont l'expression affecte les caractères d'un organisme. L'ensemble des gènes et du matériel non codant d'un organisme constitue son génome.

Un gène possède donc une position donnée dans le génome d'une espèce, on parle de locus génique. La séquence est généralement formée par des désoxyribonucléotides, et est donc une séquence d'ADN (par des ribonucléotides formant de l'ARN dans le cas de certains virus), au sein d'un chromosome. Elle s'exprime via la transcription, c'est-à-dire la copie de la séquence d'ADN en une molécule d'ARN. L'ARN peut ensuite subir la traduction, produisant une protéine (cas des gènes dits « codants », qui produisent des ARN messagers), ou bien être directement actif (cas des gènes dits « non-codants »). Dans les deux cas, l'ARN subit après sa transcription différentes étapes de maturation, avec en particulier l'épissage, qui consiste en l'excision de parties du transcrit que l'on appelle introns. L'ARN mature est donc composé des parties restantes, à savoir des exons. Selon que le gène est codant ou non, on pourra distinguer au sein des exons les parties codantes, appelées CDS, et les parties en amont et en aval des CDS, appelées respectivement 5'- et 3'-UTR. L'expression des gènes est un processus biologique régulé de différentes manières à chacune de ses deux grandes étapes (transcription et traduction), par des séquences dites « régulatrices » (enhancers, promoters, ou autres gènes, par exemple les gènes à micro-ARN).

Au cours de la vie de l'individu (une plante, un animal, une bactérie), des gènes peuvent acquérir des mutations dans leur séquence nucléotidiques ou dans leurs régions régulatrices, comme des SNP (modification d'un nucléotide) ou des INDEL (ajout ou retrait de nucléotides). Si ces mutations se transmettent, elle entraineront la présence au sein de la population de différents allèles du gène ou de la région régulatrice, et participeront à la diversité génétique de la population. L'ensemble des allèles des gènes et des régions régulatrices d'un individu constitue son génotype. Au cours du temps, ces allèles subissent la pression de la sélection naturelle et leur fréquence peut varier sous l'effet de la dérive génétique.

La transmission des allèles des gènes des individus parents à leur descendance est à l'origine de l'héritabilité des caractères phénotypiques (par exemple la taille ou la couleur des yeux). L'ensemble des caractères phénotypiques d'un individus forment son phénotype. Dans le détails, le phénotype d'un individu est influencé par son génotype, l'environnement dans lequel il évolue ou a évolué, et les interactions entre son génotype et l'environnement. Si certains caractères sont influencés par quelques gènes (caractères oligogéniques), voire plus rarement par un seul (caractères monogéniques), la plupart des caractères phénotypiques sont sous l'influence d'un grand nombre de gènes (on parle de caractères polygéniques). Un modèle dans lequel tous les gènes influeraient dans une certaine mesure les caractères a été proposé (modèle omnigénique).

Source : Wikipedia

Allèle

Un allèle (abréviation d'allélomorphe) est une version variable d'un même gène, c'est-à-dire une forme variée qui peut être distinguée par des variations de sa séquence nucléotidique. Il existe généralement quelques allèles pour chaque gène, mais certains gènes (par exemple ceux du CMH) possèdent plusieurs dizaines d'allèles. Les allèles d'une paire de chromosomes homologues peuvent être identiques, c'est l'homozygotie, ou différents, c'est l'hétérozygotie.

C'est ainsi qu'au sein d'une même espèce, le génome d'un individu est différent de celui d'un autre individu, c'est le polymorphisme génétique. Ce polymorphisme est également dû à l'apparition de mutations qui sont des variations de la séquence nucléotidique. Il peut donc exister dans les populations naturelles plusieurs séquences différentes d'ADN pour un même locus.

Source : Wikipedia

Génotype

Le génotype est une partie donnée de l'information génétique (composition génétique) d'un individu1. Le génotype d'un individu est donc la composition allélique de tous les gènes de ce dernier. La définition de génotype sert également lorsque l'on considère la composition allélique d'un individu pour un nombre restreint de gènes d'intérêt. Par exemple, s'il existe deux formes du gène X : l'allèle Xa et l'allèle Xb, alors le génotype d'un individu pour le gène X peut être soit homozygote (Xa/Xa ou Xb/Xb), soit hétérozygote (Xa/Xb). L'être humain possède deux copies de chaque gène, donc potentiellement, 2 allèles différents au maximum (sauf en cas d'aneuploïdie, par exemple pour les cas de trisomie, où on trouve trois chromosomes, donc trois copies pour un même gène, comme dans le cas de la trisomie 21).

Définition

Le génotype est l’information portée par le génome d’un organisme, contenu dans chaque cellule sous forme d’acide désoxyribonucléique (ADN). Porté par les chromosomes, il est localisé à l’intérieur du noyau chez les eucaryotes et dans le cytoplasme chez les procaryotes. Dans la molécule d'ADN, c'est la séquence des nucléotides qui constitue l'information génétique.

Chez l'être humain, on estime que le nombre de gènes est compris entre 25 000 et 30 000. Il existe pour une majorité de ces gènes plusieurs allèles dans la population. S'il existe trois génotypes différents possibles pour un gène existant sous deux formes alléliques, il est facile d'imaginer le nombre faramineux de génotypes possibles pour un individu. C'est pour cela que l'on dit que nous sommes tous différents : la probabilité que deux individus aient, au hasard, hérité des mêmes allèles pour tous leurs gènes est extrêmement faible voire impossible. Seul les vrais jumeaux font exception à cette règle : étant issus de la même cellule œuf (zygote), ils sont donc exactement de même composition allélique.

Source : Wikipedia