C T A G C T T

G A T C G A A

Fig1A - L’inscription des informations dans l’ADN

"Courtesy: National Human Genome Research Institute."

Fig1A - Structure tridimensionnelle de l’ADN et codage de l’information

1 chaîne de nucléotides

1 paire de nucléotides

1 nucléotide

A

T

G

C

C T A

G A T

G C T

C G A C T A

G A T

Fig1B - Evolution de l’information génétique

Figure 1: L’ADN, porteur de l’information génétique

L’ADN contient le mode d’emploi pour la construction et le fonctionnement d’un organisme. Il est formé de 2 chaînes de nucléotides dont l’ordre code l’information, comme l’ordre des lettres dans un mot code un sens à ce mot.

Cet ordre peut être modifié au fil du temps et des générations, modifiant plus ou moins l’information qu’il contient.

Spermatozoïde

Ovule

Figure 2: Mode de transmission de l’information génétique chez l’homme

L’ADN du génome nucléaire est hérité pour moitié de chacun des 2 parents: spermatozoïde et ovule produits par le père et la mère contiennent un chromosome de chaque paire du parent.

L’ADN du génome mitochondrial est hérité uniquement de la mère. Le père ne transmet pas ses mitochondries.

Asie Afrique Europe

Néanderthal?

?

Asie Afrique Europe

Première sortie d’Afrique

Apparition de l’homme moderne

Nouvelle sortie d’Afrique

Figure 3: Les deux principales théories expliquant l’origine de l’homme moderne dans les années 80.

A- L’ « out-of-Africa », assure que l’homme moderne est né en Afrique puis a colonisé les autres continents en remplaçant les populations archaïques descendantes des Homo erectus, avec plus ou moins de métissage entre populations locles et migrantes selon les auteurs. La première ébauche de cette théorie est formulée dans les années 60. Jusqu’à la fin des années 80, elle repose essenciellement sur l’observation de fossiles africains aux caractéristiques modernes plus anciens que leurs équivalents asiatiques.

B- Cette seconde théorie plaide en faveur de plusieurs origines, plus ou moins simultanées, de l’homme moderne dans différentes régions du monde. Les partisans de cette théorie, notamment soutenue par Wolpoff, envisagent une continuité régionale entre les populations archaïques issues d’H. erectus et les populations modernes d’H. sapiens, avec des flux de gènes entre les différentes régions géographiques – même très éloignées, expliquant l’actuelle homogénéité de l’espèce humaine. Cette hypothèse est proposée au début des années 1940, sur la base de fossiles témoignant d’une continuité entre archaïque et

moderne dans différentes régions.

A- L’hypothèse Out-of-Africa B- L’hypothèse Multirégionale

Hommes modernes

Hommes archaïques

Métissage entre populations différentes

Figure 4: Schéma illustrant comment l’hypothèse d’une origine africaine des populations actuelles peut expliquer la

plus grande diversité génétique au sein de ce continent que dans les autres régions. D’après une figure tirée de L’Aventure humaine, des molécules à la culture, Boyd et Silk, éditions De Boeck.

1- Apparition de l’homme moderne en Afrique, puis dispersion des populations africaines sur tout le continent.

2- Les populations africaines isolées géographiquement évoluent différemment, divergent création de diversité génétique au sein de ce continent.

3- Plus tard, l’une des populations africaines migre vers les autres continents. Seule une petite partie de la diversité existant en Afrique se retrouve ailleurs.

4- En Europe et en Asie comme en Afrique, les populations isolées géographiquement divergent création de diversité sur tous les continents peuplés. Cette création de diversité se poursuit en Afrique à partir de populations déjà plus diverses que sur les autres continents. D’où la plus grande diversité qu’on y trouve actuellement.

Figure 5: Schéma présentant les données essentielles des premières branches de l’arbre de Vigilant et al. (1991).

Les ADN mitochondriaux étudiés peuvent être divisés en deux groupes principaux, l’un contenant uniquement des molécules africaines, l’autre contenant des ADN africains ou issus d’autres continents. L’hypothèse la plus simple consiste à penser que la molécule ancestrale de ces 2 groupes était africaine, et qu’une partie seulement de ses descendants s’est retrouvée dans d’autres régions du monde.

En considérant une transmission uniquement maternelle de l’ADN mitochondrial et une « homozygotie » de tous les individus pour ce génome, l’arbre peut être considéré non plus comme la généalogie d’un gène mais comme celle des lignées maternelles aboutissant aux hommes modernes. Cet arbre témoignerait alors de la présence en Afrique du plus récent ancêtre commun à tous les hommes actuels par lignée maternelle.

Chimpanzés

6 types d’ADNmt africains

Autres types d’ADNmt, dont plusieurs africainsMolécule d’ADN mitochondrial ancêtre de

toutes les molécules actuelles étudiées

♂ ♂ ♂ ♂ ♂ ♂ ♂♂

♂ ♂

♂

♂ ♂♂

♀♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀

♀♀ ♀ ♀ ♀ ♀

♀

♀ ♀♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀

♀ ♀ ♀♀♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀

♀ ♀ ♀

♀

♂ ♂ ♂ ♂

♂ ♂

♂ ♂ ♂ ♂

♂

♂ ♂♂

♀♀ ♀♀ ♀

♀ ♀

♀♀ ♀♀♀

♀L’Eve mitochondriale

Fin d’une lignée d’ADNmt

Figure 6: Schéma montrant le devenir des ADNmt portés par Eve et ses contemporaines. Cet arbre veut symboliser comment, à partir d’une population de n femmes à la génération 0, tous les individus de la génération x peuvent porter l’ADNmt d’une seule de ces n femmes. Pour des raisons techniques évidentes, le nombre de générations représentées est bien en deçà de la réalité, ainsi que le nombre d’individus par génération. ♀ symbolise l’Eve mitochondriale, les ovoïdes violets indiquent les fins de lignées d’ADNmt.

Généalogie d’un individu λ

♂♀♂

♀♂♀

♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂♀

♂♀ ♂

♀ ♂

♀ ♂♀

♂♀

♂♀

♂♀

♂

Ancêtre par lignée maternelle, porteuse de l’ADN mitochondrial porté par

l’individu de la dernière génération

Figure 7: Arbre généalogique type d’un homme moderne aujourd’hui. Cet arbre illustre le fait que, si nous descendons tous d’Eve, ses contemporaines ont également contribué à notre patrimoine génétique. L’Eve mitochondriale est donc loin d’être la première femme biblique.D’après Cann et Wilson, in Scientific American (2003).