Samedi-sciences (167): comment les Européens sont devenus blancs et buveurs de lait

Il y a 8000 ans, la plupart des Européens avaient la peau plus sombre qu’aujourd’hui et ne digéraient pas le lait, selon une nouvelle étude réalisée par une équipe internationale de généticiens. Cette étude montre que les populations européennes ont eu une évolution complexe et contrastée jusqu’à une période récente et ont dû s’adapter à de nouveaux environnements, notamment du fait de l’essor de l’agriculture.

Les Suédois avaient déjà la peau claire et les yeux bleus il y a 8000 ans, contrairement aux autres Européens © Manon_In_Sweden Les Suédois avaient déjà la peau claire et les yeux bleus il y a 8000 ans, contrairement aux autres Européens © Manon_In_Sweden

Iain Mathieson, de la Harvard Medical School (Boston), et ses collègues ont utilisé des méthodes d’analyse qui permettent de comparer les ADN anciens et ceux des populations actuelles, et de repérer les gènes qui ont été soumis à une pression de sélection ; autrement dit, ceux qui ont connu des mutations liées à des adaptations à l’environnement. L’étude (pré-publiée sur le site biorxiv) porte sur des échantillons d’ADN anciens correspondant à 83 individus qui ont vécu en Europe au cours des 8000 dernières années. Ces ADN anciens ont été comparés à ceux de 503 Européens actuels de différentes régions (Europe du nord, Finlande, Grande-Bretagne, Espagne, Italie).

Les populations européennes d’aujourd’hui sont un mélange d’au moins trois groupes arrivés en plusieurs migrations successives : des chasseurs-cueilleurs anciens, des agriculteurs du néolithique et des bergers Yamnaya venus de la steppe pontique, au nord de la mer noire, qui sont arrivés il y a environ 4500 ans, et ont probablement introduit les langues indo-européennes en Europe, explique la revue Science. Les gènes des populations actuelles résultent de ce mélange et ont aussi été influencés par des adaptations qui diffèrent selon les régions.  

Les chercheurs ont identifié cinq gènes, associés au régime alimentaire ou à la pigmentation de la peau, et qui ont été soumis à la sélection. L’un de ces gènes correspond à la présence d’une enzyme, la lactase, qui permet à l’organisme de digérer le lactose et donc le lait. Confirmant des études antérieures, les chercheurs ont constaté que les chasseurs-cueilleurs d’il y a 8000 ans ne digéraient pas le lait. Mais contrairement à ce que l’on pensait, ni les anciens agriculteurs, ni les pasteurs Yamnaya ne toléraient le lactose, en dépit du fait qu’ils possédaient du bétail domestiqué. Selon Mathieson et ses collègues, la première apparition du gène qui permet de digérer le lait remonte à un individu qui a vécu il y a environ 4300 ans.

Trois autres gènes identifiés par les chercheurs sont liés à la pigmentation de la peau et tendent à la rendre plus claire. Deux d’entre eux sont présents chez presque tous les Européens actuels. Par contre, ils sont absents ou très rares chez les anciens chasseurs-cueilleurs qui vivaient il y a 8000 ans dans les régions qui correspondent aujourd’hui à l’Espagne, à la Hongrie ou au Luxembourg. Ces anciens chasseurs-cueilleurs avaient probablement la peau sombre.

Mais le tableau n’est pas le même pour la partie nord de l’Europe, et l’actuelle Scandinavie. Mathieson et ses collègues ont analysé l’ADN de sept individus vieux de 7700 ans, retrouvés sur le site de Motala en Suède. Ceux-là avaient déjà les deux gènes associés à une peau plus claire, et ils en possédaient un troisième, qui favorise les yeux bleux et peut aussi contribuer à un teint pâle et à des cheveux blonds. Autrement dit, il y avait déjà des Nordiques blonds aux yeux bleus et à la peau laiteuse il y a près de 8000 ans.

Carte représentant la région d'origine des pasteurs Yamnaya © Joostik Carte représentant la région d'origine des pasteurs Yamnaya © Joostik

Pour le reste de l’Europe, l’évolution s’est faite en plusieurs temps. Lorsque les premiers agriculteurs sont venus du Proche-Orient, ils étaient porteurs des deux gènes favorisant une peau claire. Ils se sont métissés avec les anciens chasseurs-cueilleurs, et l’un des gènes s’est rapidement diffusé. De ce fait, le teint des habitants d’Europe centrale et du sud a commencé à s’éclaircir. L’autre gène ne s’est diffusé à grande échelle qu’il y a 5 800 ans, et a accentué la tendance favorisant une peau plus claire.

La raison la plus plausible pour laquelle les gènes associés au teint pâle ont été sélectionnés est d’optimiser la synthèse de vitamine D : une peau claire absorbe plus d’UV, ce qui permet de synthétiser plus de vitamine D. C’est pour cette raison que les habitants des régions nordiques, moins ensoleillées, sont aussi les plus blancs. Les gènes qui permettent de métaboliser le lactose correspondent aussi à une adaptation, car ils permettent d’utiliser la vitamine D naturellement présente dans le lait.

Mathieson et ses collègues ont aussi identifié un gène associé au niveau de vitamine D circulant dans le sang, qui peut donc avoir été sélectionné pour la même raison. Enfin, les chercheurs ont repéré un gène qui est lié au métabolisme des acides gras, et donc au régime alimentaire. Il est associé à une baisse des triglycérides, et pourrait donc avoir été sélectionné en relation avec les changements de régime alimentaire dus au développement de l’agriculture.

Mathieson et ses collègues ont aussi étudié l’évolution de la stature, qui dépend de l’interaction de gènes multiples. Leur analyse montre qu’il existait déjà, il y a 8000 ans, un contraste nord-sud : les habitants des régions nordiques et d’Europe centrale étaient en moyenne plus grands que ceux d’Europe du sud et de la péninsule ibérique. Les pasteurs Yamnaya, arrivés il y a 4 800 ans, étaient plus grands que tous les Européens, et ont pu accentuer la tendance, car ils sont arrivés en Europe centrale et se sont répandus dans le nord (ils représentent la moitié de l’ascendance des Européens du nord actuels).

De plus, selon les chercheurs, la sélection a pu favoriser des tailles plus petites en Europe du sud, en particulier en Espagne, où la taille a diminué il y a environ 6000 ans, ce qui peut être lié à un refroidissement du climat et à un régime alimentaire plus pauvre.

L’étude n’a pas mis en évidence de sélection sur les gènes associés au système immunitaire. C’est une surprise, car on pensait que le développement de l’agriculture, et une plus grande densité de population, auraient eu pour effet d’augmenter la fréquence de maladies contagieuses. Et donc de susciter des adaptations des défenses immunitaires. Mathieson et ses collègues n’ont pas observé un tel phénomène, et ne proposent pas d’explication précise de cette découverte inattendue. Mais il se peut que le développement de l’agriculture ait été assez progressif et n’ait pas eu d’effet assez soudain pour donner un signal détectable. A suivre.

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