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Les adaptations biologiques de l’homme

Car oui, l’homme évolue, même sans rayons gamma.

Une adaptation, en très simple et très court, c’est la réponse d’une population à un épisode de sélection au cours de son histoire évolutive. Les individus qui s’en sortent le mieux dans ce contexte de sélection vont faire plus de bébés que les autres, et quelques générations plus tard, cette population sera peuplée en grande partie par leur descendance. Les populations humaines ont fait face à tout un tas de pression de sélection depuis leur émergence, il y a de cela environ 200 000 ans, ce qui a conduit à de nombreuses adaptations (un scénario pour exemple en fin d’article).

Voici une brève liste de différentes adaptations biologiques dans certaines populations humaines. Dernière mise à jour : 2 févr. 2014

- Adaptation à l’altitude.

Vivre haut, c’est avoir moins d’oxygène pour respirer, et donc une sélection forte pour les systèmes respiratoires et circulatoires les plus efficaces. En d’autres termes, ceux qui avaient de plus fortes concentrations d’oxygène dans le sang à ces hautes altitudes pouvaient travailler plus, s’offrir de plus grosses Rolex et avoir des jantes plus massives sur leurs Ferraris, et du coup pouvaient avoir plus de copines et, in fine, de bébés.
Ou tout simplement, ils pouvaient être en meilleur santé et vivre plus longtemps, leur laissant le temps de faire de nombreux enfants, qui eux même porterons ces adaptations évolutives. De telles adaptations ont eu lieu indépendamment sur les hauts plateaux du Tibet , des Andes, d’Éthiopie et du Caucase, prouvant que sous une pression de sélection donné, différentes réponses évolutives peut émerger indépendamment les unes des autres. C’est ce que l’ont nomme la convergence évolutive.

-Adaptation à la consommation de lait (en étant adulte).

Chez la plupart des espèces, le lait est plutôt une nourriture pour enfants, et on perd en grandissant les capacités pour le digérer parce que de toute façon notre maman n’a plus rien à nous donner à téter. Seulement, plusieurs populations indépendantes ont domestiqué des herbivores qui produisent du lait, et c’est un aliment très chouette, riche en graisses et en sucres. Ceux qui pouvaient en boire même en étant adultes pouvaient profiter de cette ressource, et ont pu faire plus de bébés que les autres. Dans les populations d’éleveurs d’Europe du Nord, d’Afrique de l’Est et d’Afrique du Nord, des éleveurs se sont adaptés à boire du lait en étant adulte, il y a plus de 5000 ans de cela et de façon indépendante les uns des autres… même si il y a toujours des trolls pour prétendre le contraire.

- Adaptation à la PATATE.

Manger de l’amidon (blé, tubercules, riz… les féculents de façon générale), c’est bien, mais le digérer, c’est mieux. L’amidon est un très long polymère, une répétition d’une molécule unique : le glucose. Pour profiter de cet aliment (glucoseglucoseglucose), il faut le découper en morceaux (glucose – glucose – glucose) ce que plusieurs enzymes savent faire, dont l’amylase. Les populations qui se nourrissent beaucoup de tubercules (chasseurs-cueilleurs dans les environnements arides, comme les Khoisans) et de graminées (agriculteurs) ont vu leur nombre de copies de gènes d’amylases salivaires se multiplier dans leur génome par rapport aux populations qui en consomment peu (chasseurs-cueilleurs en bord de mer, par exemple). Plus d’amylases salivaires = une salive plus agressive, qui commence à découper l’amidon dès son entrée dans la bouche, pour digérer encore mieux… et faire plus de bébés.

- Adaptation au paludisme.

La drépanocytose, mieux nommée anémie falciforme -une maladie qui transforme les globules rouges en sculptures contemporaines dignes du MoMA- est une maladie dont la distribution mondiale se superpose très bien avec la distribution historique du paludisme. Et pour cause : cette maladie est en fait une adaptation contre le parasite responsable de cette maladie, Plasmodium falciparum, qui attaque justement les globules rouges en les faisant éclater. Quelle meilleure défense que de transformer les globules rouges en franken-cellules, permettant à l’organisme de résister contre ce parasite taquin ?

 

 

 

 

 

Distribution de la drépanocytose (gauche) et du paludisme dans les temps historiques (droite).

- Adaptation au rayonnement solaire : la couleur de la peau.

LE cas le plus connu d’adaptation de l’homme, la couleur de la peau est une adaptation aux rayonnements ultraviolets (UVs). Enfin, oui et non, c’est un peu plus subtil. Si la peau noire est effectivement utile pour diminuer les risques de cancers liés au UVs (sans toutefois empêcher les coups de soleil), elle est surtout utile pour réussir à conserver un peu de vitamine B9 (=acide folique), qui se fait si facilement dégrader par ces rayons très énergétiques.
D’un autre côté, avoir une peau claire permet de faciliter la synthèse de vitamine D, une synthèse qui se produit dans la peau et qui a besoin d’un peu d’UV pour être déclenchée. C’est pour cela qu’on observe une corrélation entre teinte claire et latitude nordique. En d’autres termes : au fur et à mesure que nos ancêtres ont migré vers le nord, ils se sont éclaircis.
HOPHOPHOP attendez 5 secondes. Si on n’a plus de vitamine D, que fait-on de nos jours ? On va à la pharmacie, et on prend des compléments vitaminés, farpaitement !
Cette logique vaut aussi pour nos ancêtres chasseurs-cueilleurs : les vitamines D se trouvent en abondances dans les rivières et sur les rivages : dans les poissous. Posons-nous la question donc sous cette forme : nos ancêtres manquaient-ils de cette vitamine D au point de subir une pression de sélection sur leur couleur de peau, alors que leur alimentation était très variée et que leurs campements se trouvaient souvent en bord de points d’eau ?

Reconstruction de l’homme de La Brana

Une récente découverte vient de jeter un micro-pavé dans la mare, en rebondissant plus de 40 ans après à une proposition de Luis Cavalli-Sforza. Cet illustre biologiste proposait que nos ancêtres chasseurs cueilleurs européens, les artistes de Lascaux et Chauvet, étaient noirs de peau. Ils se seraient éclaircis lorsque leur régime alimentaire a commencé à manquer de vitamine D, et qu’une peau couleur de néon/aspirine devenait une question de vie ou de mort (et de nombre de bébés). Cet épisode d’éclaircissement intense se serait déroulé au moment où l’agriculture s’est répandue en Europe -et avec elle une alimentation beaucoup plus pauvre en vitamine D- il y a 6000 ans environ.
Confortant ce scénario, des chercheurs ont récemment séquencé des bouts d’un génome d’Européen qui vivait en Espagne, à La Brana, il y a de cela 7000 ans : sa peau était noire.
Pour résumer : s’il y a trop d’UV, il faut se protéger, et s’il n’y a plus assez de vitamine D dans l’alimentation, il faut arriver à les capter un maximum.
Le changement de teinte de la peau s’est fait plusieurs fois au cours de l’évolution, de façon indépendante : les gènes qui donnent leur couleur claire aux populations asiatiques sont différents de ceux des européens.

- Adaptation aux longs voyages du Pacifique.

Les austronésiens (probablement issus de l’île de Taïwan) qui fabriquèrent un jour des bateaux pour coloniser les îles du Pacifique firent face à une sélection très importante, qui consistait à rester vivant lors des longs voyages en mer, avec peu de nourriture et une température parfois très fraîche. Les survivants qui débarquaient étaient nécessairement ceux qui avaient conservés le plus d’énergie, sous forme de sucres dans le foie, de graisses ou de muscles. Version raccourcie : être gros et gras était pour eux un avantage sélectif.

Un homme des îles Samoa. Et encore, c’est le plus petit de la famille…

Aujourd’hui, cette adaptation pose des problèmes de santé publique : les polynésiens sont si bien optimisés pour conserver les ressources qu’avec l’alimentation occidentale très riche qui s’est imposé dans leurs îles, ils ont développé de nombreuses maladies telles que l’obésité, les problèmes vasculaires ou le diabète, et ce dans des proportions hallucinantes. Par exemple, les 5 nations ayant le plus haut taux d’obèses au monde sont 5 états de polynésie : l’île de Nauru, constituée de 94% d’obèses, est suivit de près par la Micronésie (91%), les îles Cook (90.9%), les îles Tonga (90.8%) et Niue (81.7 %). À titre de comparaison, les USA n’ont “que” 74% de leur population qui est obèse.

- Adaptation à la radioactivité naturelle ?

Certaines régions de la terre sont plus fortement radioactives que d’autres, pour des raisons d’ordre purement géologique. En habitant dans un endroit naturellement riche en radium, comme la ville de Ramsar en Iran, une population humaine sera soumise à une pression de sélection pour la résistance à la radioactivité ou pour des mécanismes plus efficaces de réparation génétique. Les individus qui savent faire comme Conan la bactérie et peuvent réparer les dommages causés par la radioactivité à leur ADN pourront vivre plus longtemps, et avoir plus de temps pour faire plus de bébés. Des travaux sont en cours pour rechercher une adaptation chez les populations natives des milieux riches en radioactivité.

- Adaptations actuelles ?

Une forte sélection pour se reproduire plus jeune a eu lieu entre le 19e et le 20e siècle sur L’Île-aux-Coudres (Québec). En un siècle, l’âge des femmes à leur premier bébé a diminué de 4 ans en moyenne, c’est-à-dire que si elles faisaient un bébé à 20 ans en 1800, elles le faisaient à 16 ans en 1930. Ce qui est intéressant, c’est que ce changement est très probablement d’ordre génétique : le trait “faire des enfants plus jeunes” était héritable, et fortement corrélé aux nombres de bébés. En clair, plus les femmes faisaient des enfants jeunes, plus elles en avaient, et plus leurs propres enfants en avaient aussi. Il faut toutefois rester prudent : cette tendance peut être en partie expliquée par une transmission culturelle familiale, et il est difficile de contrôler pour de tels effets “de mode” dans les modèles.

Une autre étude a observé une évolution vers l’agrandissement de la durée de fertilité des femmes aux États-Unis, c’est-à-dire le temps entre les premières règles et la ménopause. Les femmes peuvent se reproduire de plus en plus jeunes, et ont leur ménopause de plus en plus tard, ce qui agrandit la période reproductive par les deux bouts.

Encore plus récemment, entre 1955 et 2010 en Gambie, l’environnement et la démographie ont joué un jeu complexe avec la direction de la sélection sur la forme du corps des femmes : au début, des femmes plus petites et rondes (avec un indice de masse corporelle plus élevé) avaient plus d’enfants, mais cette tendance s’est renversé progressivement en faveur de femmes plus grandes et maigres. Là aussi cependant il s’agit peut-être d’un effet de changement de préférence de partenaire, lié à un changement de rythme de vie, donc prudence…

Ces études tendent à montrer que l’homme est toujours sous la contrainte de pressions de sélection, et même si il est difficile de prédire le futur de notre espèce, il est très probable que notre patrimoine génétique continuera d’évoluer en réponse aux aléas de notre alimentation, de notre environnement, naturel ou non.

Cette liste sera actualisée au fur et à mesure ;-)

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Scénario d’une adaptation :

Voici Nigel. Nigel a une salive super acide, et aucune femme ne veut de lui, car des relents sévèrement chargés percolent d’entre ses chicots fondus. Tout semble désespéré pour lui : il n’aura pas de descendance. Mais voilà que le climat change à la suite d’un hiver nucléaire, et que la nourriture vient à manquer. Chance ! Nigel peut encore se nourrir des planches de sapin du plancher de sa maison, grâce à sa salive super acide. Il peut aussi alimenter ses femelles préférées, et en échange elles acceptent ses attentions câlines. Les autres mâles, par contre, vont pitoyablement mourir de faim, et leurs enfants aussi. À la génération suivante, toute la population est constituée d’enfants de Nigel et ils possèdent tous les gènes de papa, adaptés pour manger des planchers de maison. La plupart du temps, ces adaptations sont génétiques, ce qui veut dire qu’elles impliquent un gène ou un groupe de gènes qui augmentent brutalement en fréquence dans la population.