Datation par adn, archéologie

[Démostène]

Salut,
Suite à une émission TV, une discution s'est ouverte sur le forum archéo :
http://forums.futura-sciences.com/sh...603#post516603

Y aurait-il qqun succeptible d'expliquer comment l'étude de l'adn mytochondriaque des populations humaines féminines peut aider à determiner les migrations des populations et la datation de ces migrations ?

Merci et @+

[Démostène]

Salut,
Aparament, ça n'interpelle pas grand monde
@+

[Jean-Luc P]

Les mitochondries se transmettent à 97% de mère à enfant : ainsi dès que l'adn mitochondrial subit une mutation, tous les descendants la porteront. Le suivi des mutation de l'ADN mitochondrial permet de reconstituer la parenté d'individus. Etalées sur une carte, ces données, croisées, peuvent retracer certaines migrations.

[Migoo]

Ok, merci pour l'explication. As-tu vu le documentaire sur la relation entre les amérindiens de culture préhistorique "Clovis" et les solutréen diffusé par Arte http://www.arte-tv.com/fr/connaissan...F/1120160.html. ? Peux-tu nous dire ce que tu penses de la reconnaissance d'adn mitochondrial de souche européenne chez des populations amérindiennes ?

[Démostène]

Envoyé par Jean-Luc P

Les mitochondries se transmettent à 97% de mère à enfant : ainsi dès que l'adn mitochondrial subit une mutation, tous les descendants la porteront. Le suivi des mutation de l'ADN mitochondrial permet de reconstituer la parenté d'individus. Etalées sur une carte, ces données, croisées, peuvent retracer certaines migrations.

Salut,
Merci de cette réponse,
Lors de cette émission, il me semblait avoir entendu que ces mutations spécifiques se produisaient avec une très grande régularité, ce qui permetait de superposer une datation en dessus du déplacement ?
Qu'en est-il exactement ?
@+

[Jean-Luc P]

Envoyé par Démostène

Lors de cette émission, il me semblait avoir entendu que ces mutations spécifiques se produisaient avec une très grande régularité, ce qui permetait de superposer une datation en dessus du déplacement ?
Qu'en est-il exactement ?

Je ne suis pas spécialiste de ce domaine bien précis mais cela me semble cohérent avec mes connaissances.

Juste un bémol sur la "régularité" on a un mécanisme basé sur des phénomènes aléatoires, on a donc une moyenne de l'écart entre deux mutations avec une certaine variance.

Tout ce que je peux dire c'est que l'ADN mitochondrial n'est pas si grand, mais je ne connais pas la variance associée...

[Jean-Luc P]

Envoyé par Migoo

Ok, merci pour l'explication. As-tu vu le documentaire sur la relation entre les amérindiens de culture préhistorique "Clovis" et les solutréen diffusé par Arte http://www.arte-tv.com/fr/connaissan...F/1120160.html. ? Peux-tu nous dire ce que tu penses de la reconnaissance d'adn mitochondrial de souche européenne chez des populations amérindiennes ?

Je ne l'ai pas vu (je n'ai pas la TV), et je n'ai pas grand chose à y apporter...

Désolé... mais ça peut être inéterssant.

[piwi]

Les mitochondries se transmettent à 97% de mère à enfant

Et les 3% restants?

Chez l'homme on est pas certain du tout que le flagelle du spermatozoide (qui contient les mitochondries "paternelles") passe dans l'ovule.
Chez la souris par contre c'est certain.

Me semble que le chiffre 97% ne repose sur rien et on serait plutot tenté de dire actuellement que 100% des mitochondries proviennent de la mère.

[jeanlain]

La reconstruction des déplacements de populations au cours de leur histoire (phylogéographie) est quelque chose de très compliqué, cela fait appel à la théorie de la coalescence, entre autres joyeusetés issues de la génétique des populations. Je vais moi-même établir une phylogéographie (pas pour l'homme) mais je ne maîtrise pas encore tous les concepts.
Pour faire simple, en pour continuer sur ce que Jean-Luc a dit, si l'on veut connaître l'histoire géographique de populations (comment se sont-elles déplacées dans le temps) on peut séquencer un gène mitochondrial de plusieurs individus de ces populations. Ensuite, les différentes séquences trouvées (dites "haplotypes") peuvent être connectés dans un réseau qui les connecte entre elles de proche en proche (= de mutations en mutations). Si le réseau peut être orienté (= on connaît quelle est la séquence ancestrale), on parle d'arbre phylogénétique, un peu comme une généalogie mais à plus grande échelle. Sur ce réseau, on superpose la région des ces haplotypes (là où on a prélevés les individus qui ont ces haplotypes).
Bref, dans notre modèle de déplacement de populations, on suppose qu'il existe une population source et une région d'origine, et un autre fondée plus récemment à partir d'un échantillon de cette population source. Ceci doit être visible dans l'arbre des haplotypes.
Évidemment, beaucoup d'individus et même plusieurs régions partagent souvent le même haplotype, mais dans le cas simple, on suppose que les haplotypes ancestraux seront présent dans la région source. On s'attend aussi à observer plus d'haplotypes (=plus de polymorphisme) dans la région source, qui contient la population mère plus ancienne et de laquelle la population migrante n'est qu'un sous-échantillon. On s'attend à trouver un ou quelques haplotypes partagés entre les deux régions, représentatifs de certains individus ayant migré et ayant restés possédant la même séquence et dont les descendants n'ont pas accumulé la moindre mutation depuis. On s'attend aussi à quelques rares haplotypes exclusifs dans la population fille (migrante), correspondant à des mutation nouvellement apparues là-bas.
Enfin, bref, à partir de l'arbre, on peut inférer les migration de population, leur direction... Les statistiques permettent même de donner un pourcentage de confiance à l'inférence. La datation est permise par l'horloge moléculaire. Les mutations arrivent à un intervalle de temps moyen, qu'il faut cependant connaître (étalonner l'horloge à partir de données archéologique par exemple). On peut donc calculer le nombre moyen de mutations ayant eu lieu depuis la migration, et le convertir en années (avec une grosse marge d'erreur).
Dans la cas du documentaire, on connaissant les les populations filles (Américaines), quant aux populations sources, elle peuvent être Est Asiatiques ou Européennes. Je ne connais pas trop la validité de ces résultats, mais je suppose que la découverte d'haplotypes apparentés à des haplotypes Ouest Européen à permis de déduire une migration depuis l'Europe, donc par l'atlantique. Je suppose que pour distinguer ceci des migrations qui ont eu lieu depuis 1492, ils ont dû mettre en évidence qu'il y avait des mutations qui n'auraient pas eu le temps de s'accumuler en Amérique en si peu de temps. Ceci dit, il faudrait aussi exclure la possibilité de migration d'Européens par l'Est à travers l'Asie et via le détroit de Béring. Je suppose qu'ils l'ont fait, mais ça ne doit pas être évident avec tous les mouvements de populations qu'il y a eu depuis. Personnellement, j'ai des doutes.

On utilise l'ADN mitochondrial car il peut évoluer vite (cytochrome b, zone de contrôle...) et il n'est pas sujet à la recombinaison susceptible de brouiller les données à ce niveau intra-spécifique. Cependant, on ne peut inférer que les déplacement d'individus femelles, qui dans le cas de l'homme, ne doivent pas différer des déplacement des mâles.

[Migoo]

Génial, merci pour ton exposé. C'est fou ce que la recherche en génétique apporte dans de nombreux domaines. A la lumière de tes explications, je me rend compte qu'il faudrait pouvoir remonter aux publications scientifiques faites par les deux chercheurs américains. Attendons la suite...

[Danieldjackson]

Oui, merci pour cette explication. Cela permet de mieux comprendre ce qui est juste évoqué dans le documentaire.

Serait-il possible d'avoir une précision sur le marge d'erreur citée ?
"On peut donc calculer le nombre moyen de mutations ayant eu lieu depuis la migration, et le convertir en années (avec une grosse marge d'erreur)."

Juste une dernière question, tu évoques la possibilité d'une migration d'européens par l'Atlantique.
Je ne cherche pas à critiquer mais juste à comprendre un peu plus les avis. En effet, si cela t'intéresse, il y a un début dans le forum archéologie et paléontologie qui est à l'origine de ce post de biologie.
Alors j'aimerai savoir si par rapport à ce que tu penses des mouvements humains à cette époque, serait-il selon toi possible que des européens aient traversé l'Atlantique bien avant Christophe Colomb ?

[Jean-Luc P]

Envoyé par piwi

Et les 3% restants?

Chez l'homme on est pas certain du tout que le flagelle du spermatozoide (qui contient les mitochondries "paternelles") passe dans l'ovule.
Chez la souris par contre c'est certain.

Me semble que le chiffre 97% ne repose sur rien et on serait plutot tenté de dire actuellement que 100% des mitochondries proviennent de la mère.

Effectivement c'est bien aux 3% de transmission paternelle à laquelle je faisais implicitement référence. Après je pensais naÏvement que ce résultat était reproduit chez l'homme, ayant entendu parler de remise en question des arbres phylo mitochondriaux...

[jeanlain]

Daniel, l'incertitude sur la datation vient du fait qu'on ne sait pas présicément combien de mutations ont lieu par unité de temps. Même si on a une valeur moyenne, ce n'est pas parce que l'on a une mutation tout les 10000 ans qu'on peut pour autant conclure qu'une population où les individus ont accumulé statistiquement 2 mutations aurait 20000 ans pile. Il se peut bien que ces deux mutations soient arrivé coup sur coup plus rapidement (ou plus lentement). Pour ce qui est du calcul de cette marge d'erreur, je ne sais pas trop, je n'ai encore jamais fait ce genre de chose.
Cependant, ce doit être comme toute estimation statistique. Tu calibres ton horloge moléculaire avec des données datées (histoire, paléontologie), mais selon les lignées, tu peux par exemple observer 5 mutations depuis tel événement, dans d'autre lignées: 6, dans d'autres 4... Bref, tu à une moyenne seulement du taux de mutations par unité de temps, avec une certaine variance. Si tu connais la loi de distribution de cette variable mutations/an, tu peux calculer des intervalles de confiance.
La migration d'Européens par l'atlantique est la théorie du documentaire. Si je me souviens bien, ils pensent que c'est par la banquise très étendue pendant le Wurm. Personnellement, ça me semble dur mais ce n'est pas à moi de décider.
Du reste, je ne suis pas compétent sur le sujet des migrations des populations humaines.

[Danieldjackson]

Merci pour ces précisions, elles sont importantes et enrichissantes.

Pour ce qui est de la traversée de l'Atlantique, ça m'intéressait d'avoir un avis. C'est sympa d'en avoir fait mention.

[Migoo]

http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcr..._stoneage.html, c'est une retranscription du documentaire concernant cette théorie de Bradley et Stanford, très intéressant car incluant des avis contradictoires.

[choubi]

Salut à tous!
bon je ne suis pas généticien et mes cours de bio des pop sont trop loin, mais si je comprends bien il faut utiliser le bon vieux principe de parcimonie pour faire tes arbres
alors j'ai quelques questions : est-ce que les mutations enregistrées peuvent affecter les mêmes bases (ou allèle, je ne sais pas trop quel vocabulaire utiliser) et si oui comment cela peut être pris en compte (à moins que ce ne soit négligeable)
ensuite sur l'horloge moléculaire, il me semble qu"il a été montré que les mutations ne suivaient pas de fréquence précise d'apparition (qu'à certains moments, le taux de mutation était très important alors que pour d'autres il était très faible)
d'où le calibrage utilisé mais là encore il me semble que la paléogénetique est très difficile à utiliser (l'extraction d'ADN fossile est très difficile car très fragmentaire et soumis à de nombreuses contaminations --du fouilleurs au labo de paléogenet. ça fait du monde qui touche ton os)
ensuite autre biais purement archéo, ce sont les problèmes de datation avec leur propres calibrages (tu peux utiliser du C14 jusqu'à 30-35000ans mais après tu doit changer de méthode -U/Th- thermoluminescence....
les objets datés sont de nature différente....
bref bcp de biais en perspective

[jeanlain]

Oui, une même mutation arriver chez deux individus, ceci s'appelle une homoplasie (par convergence). La reconstruction phylogénétique selon le principe de parcimonie prône que les mutations sont moins probable que le contraire (ça semble logique). Ainsi, des mutations partagées (synapomorphies) sont plus probabement héritées d'un ancêtre commun (plésiomorphie) qu'apparues indépendamment (homoplasie). L'abre parcimonieux minimise donc l'homoplasie, mais elle est souvent non-nulle, surtout entre organismes très distants car plusieurs mutations successives sur le même nucléotide sont possibles.
Pour la datation, on n'a pas forcément besoin d'ADN fossile, il suffit par exemple de connaître la date de fondation d'une population où l'époque à laquelle un ancêtre commun a vécu (par des méthodes de datation appropriées) pour estimer le temps qu'il a fallu pour que les mutations s'accumulent, sachant en effet qu'elles ne s'accumulent pas forcément à intervalles réguliers. On ne peux pas tellement faire des prédiction basées sur l'horologe moléculaire à trop grande échelle temporelle. Enfin je ne m'avancerai pas trop là-dessus car je n'ai jamais pratiqué.

[Démostène]

Salut,
Trouvé ceci :
http://www.journals.uchicago.edu/AJH...052088902Guest

Il semble que ce soit les mtDNA et l'adn nucléaire qui entrent en jeu dans les analyses et permettent d'affiner les datation/migration de populations.
@+