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Posté par Michel le Samedi 28/07/2012 à 00:00
Paléo-culture et patrimoine génétique
L'origine de l'agriculture remonte à une période d'environ 10 000 ans, au cours du Néolithique, avec les premiers indices de domestication d'espèces animales et végétales. Dès lors, son développement a induit un modelage du patrimoine génétique humain, qui s'est adapté à de nouvelles formes d'alimentation. Certaines formes de gènes, comme par exemple celles qui confèrent un avantage lors de l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le photon est détruit lors de ce...) d'aliments comme le lactose ou l'alcool, ont été fixées dans le patrimoine génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) humain tel que nous en héritons aujourd'hui. Notre patrimoine génétique est donc, en retour, un témoignage de l'histoire agricole. Une publication parue le 21 juin dans la revue Plos One en livre un exemple par la mise en évidence d'un phénomène de co-évolution gène-culture entre le genre végétal Zea, qui regroupe le maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme...) et sa forme sauvage la téosinte, et le patrimoine génétique de populations d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de...) centrale.


Champ de maïs en Amérique centrale © Stephen Rostain (archéologue américaniste CNRS)

L'étude, qui a réuni des chercheurs d'une dizaine de laboratoires d'Amérique centrale et du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) (Brésil, Argentine, Mexique, Chili, Costa-Rica), de France et du Royaume-Uni, s'est intéressée à une mutation du gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également...) ABCA1 associée au taux de cholestérol (Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le cholestérol tire...) et au métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est...) humain. Les individus qui portent l'allèle modifié de ce gène présentent un faible taux de "bon" cholestérol (le LDH-C). Ils sont capables de stocker et d'utiliser plus favorablement l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) nutritionnelle en cas de disette alimentaire, mais sont en revanche désavantagés dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...) de surexposition aux aliments riches en sucres rapides, sel et lipides. Ils développent alors certaines maladies caractéristiques de l'abondance nutritionnelle, comme le diabète de type 2 (Cet article traite du « diabète de type 2 », une forme de diabète sucré. Mais il existe d'autres diabètes : voir la page d'homonymie Diabète .).

Les chercheurs associés à l'étude ont testé dans quelle mesure le mode de subsistance des populations amérindiennes et la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité...) de la mutation génétique Arg230Cys, survenant sur le gène ABCA1, sont corrélées. Ils ont pour cela croisé des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) issues, d'une part, du patrimoine génétique de 2134 individus au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) de 60 populations amérindiennes et d'autre part de connaissances archéologiques et palynologiques relatant l'histoire du genre végétal Zea.

Le maïs provient de la téosinte, une céréale sauvage native d'Amérique centrale. Il a été domestiqué assez précocement par les populations amérindiennes. L'origine de sa culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) est située dans les plaines du sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) du Mexique. Elle apparaît au Néolithique (il y a environ -10 000 ans), avec la sédentarisation et les premières organisations en village (Un village est, à la campagne ou à la montagne, un ensemble d'habitations, de bâtiments à usages divers, de fermes... de proportion...). Elle s'est ensuite propagée dans les Andes, à des dates encore incertaines, par les échanges entre populations au cours de l'histoire précolombienne, puis en Amérique du Sud. Aux prémices de cette agriculture en Amérique centrale, et contrairement à ce qui s'est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition du...) ailleurs dans le monde (Le mot monde peut désigner :), y compris dans les Andes, les populations ne pratiquaient pas l'élevage animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se...). Elles ne disposaient donc pas d'apport régulier de protéines, et étaient en outre exposées à des pertes de cultures du fait de la fragilité (La fragilité est l'état d'une substance qui se fracture lorsqu'on lui impose des contraintes mécaniques ou qu'on lui fait subir des déformations brutales (c'est-à-dire sous forme de choc), sa fracture...) de la forme domestiquée du maïs et des conditions de stockage précaires des récoltes. Avec un régime alimentaire extrêmement dépendant du maïs durant la période précolombienne — chez les mayas par exemple, il représentait 75% de l'apport calorique — les populations mésoaméricaines ont donc connu de fréquentes périodes de carence nutritionnelle, fragilisant leur état de santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.).

Dans leur étude, les chercheurs ont montré que l'apparition de la forme mutée du gène ABCA1 est contemporaine de la domestication du maïs en Amérique centrale. Plus la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail, La Culture peut être...) du maïs est ancienne, plus la fréquence de la mutation Arg230Cys est importante dans la population amérindienne, indiquant que la domestication du maïs serait bien le facteur principal d'évolution de ABCA1. L'hypothèse la plus vraisemblable est que cette mutation aurait permis de survivre aux périodes de carence nutritionnelle. Les chercheurs soulignent, en restant prudents, qu'elle aurait pu être de manière additionnelle favorisée par des facteurs environnementaux, dans la mesure où elle est également associée à une résistance contre certaines infections: dengue (La dengue (prononcer /dɛ̃g/, « dingue »), anciennement appelée « grippe tropicale », « fièvre rouge» ou...) de type 2 et autres infections à flavivirus, neuro-paludisme. Des études complémentaires sont nécessaires pour confirmer cette idée.

Ces résultats sont particulièrement nets au sein des populations d'Amérique centrale. La consommation de maïs était également importante dans les Andes et en Amérique du Sud, mais pas d'un niveau comparable. Les processus de brassage dans ces populations, couplés à une plus grande hétérogénéité des cultures et des situations environnementales ne permettent pas d'identifier aussi clairement une tendance associée au polymorphisme de l'allèle Arg230Cys.

Mis en évidence au sein de populations mésoaméricaines, ces résultats constitueraient donc un premier exemple robuste de co-évolution gène-culture impliquant une mutation autochtone amérindienne. Dans le domaine de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) évolutionniste, les exemples bien documentés de tels phénomènes, associés aux origines de l'histoire agricole, sont encore assez rares. Ces résultats apportent donc des informations très utiles pour mieux comprendre les phénomènes de co-évolution et les processus de construction de "niches" écologiques.

Référence:

Evolutionary responses to a constructed niche: Ancient Mesoamericans as a model of gene-culture coevolution, Plos One, Tábita Hünemeier, Carlos Eduardo Guerra Amorim, Soledad Azevedo, Veronica Contini, Víctor Acuña-Alonzo, Francisco Rothhammer, Jean-Michel Dugoujon, Stephane Mazières, Ramiro Barrantes, María Teresa Villarreal-Molina, Vanessa (Le genre Vanessa regroupe des papillons de la famille des Nymphalidae. Cette espèce possède de magnifiques yeux bleus avec un touche de gris et migre...) Rodrigues (Rodrigues est la plus petite des trois îles de l’archipel des Mascareignes.) Paixão-Côrtes, Francisco M. Salzano, Samuel Canizales-Quinteros, Andres Ruiz-Linares, Maria Cátira Bortolini


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Source: CNRS-INEE