N.01 - UN COUP D'OEIL DES CHERCHEURS SUR L'ACTUALITÉ SCIENTIFIQUE - OCTOBRE - BIOUTILS
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UN COUP D’OEIL
DES CHERCHEURS
SUR L’ACTUALITÉ
SCIENTIFIQUE
OCTOBRE
2017
01
N.
ÉVOLUTIONN. 01 PREFACE PREFACE
OCTOBRE ENSEIGNANTS
2017 & CHERCHEURS:
ENSEMBLE POUR ENSEIGNANTS & CHERCHEURS:
ÉVOLUTION UN ENSEIGNEMENT
MODERNE ENSEMBLE POUR UN ENSEIGNEMENT
DE LA BIOLOGIE
p. 1
MODERNE DE LA BIOLOGIE
ÉDITORIAL
LA SCIENCE Chères enseignantes, décrites par les auteurs eux-mêmes, c’est-à-dire
DE L’ÉVOLUTION chers enseignants, les chercheurs qui ont effectué la recherche.
p. 3 Un article éditorial rédigé par un scientifique local
Le monde de la recherche académique repose fournira également l’historique et le contexte des
sur des faits qui sont constitués de données et de publications. Enfin, une activité pratique, proposée
BREAK #1 résultats. Ces informations sont diffusées au sein parmi la liste des expériences BiOutils, permettra
HOMO FLORESIENSIS de la communauté scientifique par la rédaction de de mieux comprendre la démarche scientifique
PETITE ESPÈCE, publications (ou articles) scientifiques. sous-jacente.
GRAND MYSTÈRE Ces publications sont utilisées par les chercheurs Les objectifs de break’d! sont (i) de fournir aux
pour être à jour sur les avancées de la recherche enseignants une formation continue liée à leurs
p. 6
et aussi pour développer leurs propres expériences. programmes éducatifs, (ii) d’offrir aux étudiants
Même si la rédaction d’une publication peut la possibilité de s’immerger dans l’actualité scien-
BREAK #2 prendre des années de travail, d’hypothèses, de dis- tifique (iii) de favoriser les débats en classe et les
LA RECETTE D’UN PLUS cussions et d’expérimentations, les derniers déve- discussions entre les enseignants et leurs élèves
loppements technologiques et sociétaux nous ont sur des sujets scientifiques (iv) de servir de point de
GRAND CERVEAU
menés à une situation où, toutes les 20 secondes, départ pour la mise en place de webinaires théma-
p. 8 une nouvelle publication scientifique est produite. tiques avec des chercheurs actifs. 1
En dehors du milieu académique, ces publications Nous espérons que vous apprécierez le contenu
BREAK #3 sont également très importantes, non seulement de ce magazine, fruit d’un effort commun entre
pour les progrès technologiques qu’elles apportent, enseignants et scientifiques, engagés pour l’ensei-
COMMENT LES CHATS
mais aussi pour les débats qu’elles favorisent à gnement moderne de la biologie!
ONT CONQUIS différents niveaux, de l’élaboration de stratégies
LE MONDE ANTIQUE politiques à l’enseignement. Cependant, de tels —–– Massimo Caine, coordinateur du projet
p. 10 articles sont souvent publiés par des journaux dont BiOutils & TheScienceBreaker
les abonnements sont coûteux et, même si ce n’est
pas le cas (pour les journaux dits à accès libre),
BREAK #4
le jargon de l’écriture scientifique empêche de bien
LA VIE QUOTIDIENNE comprendre ce qui a été réalisé par les chercheurs.
DES HOMMES Pour remédier à cette situation et soutenir l’ensei-
DE NÉANDERTAL gnement de la biologie moderne dans les classes,
nous avons créé ce mini-magazine innovant et
p. 12
facile à lire intitulé «break’d!».
break’d! est édité et conçu par les plates-formes
ACTIVITÉ BIOUTILS de communication scientifique de l’Université de
LA PHYLOGÉNIE Genève, BiOutils et TheScienceBreaker. Le projet
a été mis en place avec des enseignants locaux et le
MOLÉCULAIRE
Laboratorio Cultura Visiva de la Haute Ecole Spécia-
p. 14 lisée de Suisse Italienne (SUPSI). 6 mini-magazines
seront produits et distribués, chacun abordant
un sujet spécifique : évolution, biologie végétale,
génétique, microbiologie (microbiote), microbiologie
(résistance aux antibiotiques) et neurobiologie.
Dans chaque mini-magazine, quatre publications
scientifiques différentes seront vulgarisées etÉDITORIAL
LA SCIENCE
DE L’ÉVOLUTION
L’évolution est une discipline de la biologie où l’on tion des virus ou de certaines bactéries au cours
cherche à comprendre les mécanismes qui des cycles d’épidémies. Avec de tels organismes,
expliquent la diversité du vivant et sa variation il est possible d’observer les processus d’évolution
au cours du temps. Ces investigations peuvent se et parfois même de les reproduire expérimenta-
situer à tous les niveaux d’organisation du vivant. lement en laboratoire. Par contre, de nombreuses
On peut se poser une question d’évolution au autres questions portent sur des temps beaucoup
niveau moléculaire, comme par exemple l’étude plus longs et il devient impossible de tester
de l’évolution d’une protéine; ou bien au niveau des les hypothèses par une expérimentation directe.
espèces, comme l’étude de l’évolution des singes Les chercheurs doivent donc développer des
et de l’Homme (voir par exemple les breaks #1 et #2). méthodes permettant de reconstituer des scéna-
Toute question en biologie doit inclure la compré- rios sur les événements du passé et y apporter une
hension de son contexte évolutif. Comme l’affirmait évaluation de leur plausibilité.
le biologiste de l’évolution Theodosius Dobzhansky Jusque vers 1990, les chercheurs étudiaient
(1900-1975), «rien en biologie n’a de sens, si ce n’est essentiellement les phénotypes, la morphologie
à la lumière de l’évolution». et les fossiles pour reconstruire l’évolution. Ce type
L’évolution des organismes peut être étudiée au d’étude reste le seul possible si l’on s’intéresse à
niveau intra-spécifique, c’est à dire au niveau des des espèces disparues que l’on ne connaît que sous
individus et des populations d’une même espèce. forme de fossiles, comme dans l’étude de Argue
3
On s’intéressera par exemple aux allèles présents et al. 2017 (voir le break #1). Depuis les années 1990,
dans une population et à leur abondance, que l’on les méthodes de séquençage de l’ADN ont ouvert
comparera aux abondances des allèles d’une autre de nouvelles possibilités qui ne cessent de croître
population. et de nous surprendre avec les dernières technologies
Cela nous renseigne sur les échanges génétiques de séquençage massif.
et le taux de migrants qui passent d’une population Afin d’analyser ces séquences d’ADN chaque fois
à l’autre au cours des générations. Lorsque l’évolu- plus abondantes, nous avons aujourd’hui plusieurs
tion est étudiée au niveau des processus intraspéci- modèles qui décrivent comment celles-ci évoluent
fiques on parle souvent de «microévolution». au cours du temps. Ces modèles permettent aux
Un exemple récent d’étude intra-spécifique, phylogénéticiens de reconstruire les relations de
incluant des échantillons de représentant ayant parenté entre espèces en analysant leurs séquences
vécu des milliers d’années en arrière, a montré d’ADN et même en comparant leurs génomes.
que le chat domestique provient de populations Ces modèles ne sont pas toujours parfaits et certains
du Proche Orient et d’Egypte. Ce nouvel ami de biais peuvent conduire à des conclusions erronées
l’homme a ensuite entamé sa dispersion géogra- même si la masse de données est importante.
phique dès le Néolithique, avec une accélération au Les chercheurs développent donc des modèles
cours de l’Antiquité en suivant les routes commer- de plus en plus réalistes ou, comme dans mon labora-
ciales maritimes et terrestres (voir le break #3). toire, des méthodes pour trier les données qui
Par opposition, lorsque l’on étudie les processus évoluent selon les modèles disponibles actuellement
évolutifs entre espèces, on parle alors de «macroé- (Rivera-Rivera et Montoya-Burgos, 2016).
volution». C’est le cas de l’étude de DeCasien et Le champ de l’évolution couvre également des
al. 2017 (voir le break #2) qui s’intéresse aux facteurs questions sur les causes qui ont conduit aux formes
expliquant l’évolution de la taille du cerveau chez et aux fonctions des organismes d’aujourd’hui.
différentes espèces de primates. Des méthodes de modélisation statistique, parfois
En évolution, certaines questions couvrent un développées dans d’autres domaines scientifiques,
temps évolutif court, comme par exemple l’évolu- sont adaptées à l’étude de l’évolution.80000 Les modèles statistiques de régression linéaire dans un échantillon de dent d’un homme du Néan-
multiples sont de plus en plus utilisés, mais ils dertal est interprétée comme une évidence que
doivent tenir compte d’une possible co-variation les Néandertaliens connaissaient et faisaient usage
associée aux liens de parenté entre espèces de ce champignon comme antibiotique.
(phylogénie). Cette méthode a été utilisée dans En effet, nous savons aujourd’hui que de nombreuses
70000 l’étude de DeCasien et al. 2017 (voir le break #2), espèces du genre Penicillium produisent des
afin d’évaluer deux hypothèses pouvant expliquer antimicrobiens dont la pénicilline. Mais, sachant que
les différences de taille du cerveau chez les primates. les champignons du genre Penicillium se déve-
La première hypothèse propose que le régime loppent sur toutes sortes de matières organiques,
alimentaire soit le facteur principal déterminant les restes de Penicillium rubens retrouvés dans
60000 la taille du cerveau. La deuxième hypothèse, la bouche d’un Néandertalien pourraient provenir
appelée l’hypothèse du cerveau social, stipule simplement d’une ingestion involontaire accompa-
qu’un comportement social plus complexe conduit gnant d’autres aliments.
à l’augmentation de la taille du cerveau. Il est clair que l’évolution, en tant que discipline de
Ces auteurs concluent que, en plus du rôle joué par la biologie, couvre un champ très vaste en termes
50000
la taille du corps (plus une espèce est grande, de questions abordées, de collecte de données,
Nombre de publications
plus son cerveau est grand), le régime alimentaire d’approches méthodologiques et technologiques,
participe à expliquer les variations de taille du de savoir-faire. Cette discipline est en fait un
cerveau entre espèces, et pas le niveau de complexité domaine multidisciplinaire très riche. L’évolution
sociale. Si l’on regarde plus attentivement les montre, depuis quelques décennies, un essor scien-
40000
résultats, on remarque que le régime alimentaire tifique considérable, au même titre que la géné-
explique une toute petite fraction de la variation tique, comme le montre la progression du nombre
de la taille du cerveau (moins de 0.2%) et ce résultat de publications scientifiques dans ce domaine
n’est que marginalement significatif. (Figure 1).
30000 Toutefois, le plus intéressant et convaincant dans
cette étude est la réfutation de l’hypothèse du
cerveau social. Comme dans beaucoup d’études en
évolution, il faut poursuivre les investigations afin
d’apporter une explication plus complète sur les
4 20000 raisons qui ont fait augmenter la taille du cerveau 5
chez certaines lignées de primates.
L’analyse de l’ADN a ouvert des possibilités extraor-
dinaires dans l’étude de nombreuses questions
en évolution. Non seulement nous pouvons
10000 analyser les séquences d’ADN d’espèces actuelles
pour reconstruire l’histoire évolutive passée,
mais nous pouvons également extraire et analyser
l’ADN présent dans des échantillons de peau ou
d’ossements très anciens, jusqu’à plus de 700’000
0
ans. Cependant, extraire et analyser de l’ADN ancien
est très délicat. En particulier, démontrer qu’une
séquence d’ADN provient bien de l’échantillon ancien
’71 – ’80 ’81 – ’90 ’91 – ‘00 ’01 – ‘10 ’11– ‘17
et non pas d’une contamination récente est
Périodes chose difficile. Par exemple, dans l’article de Weyrich A PROPOS DE L’AUTEUR:
et al. 2017 (voir le break #4) sur l’analyse du régime
alimentaire et du microbiome buccal de l’Homme Nom
Figure 1 Recherche par mots clés: Cancer du Néandertal, la présence sur une dent de restes Juan I. Montoya-Burgos, PhD
Progression du nombre de publica- Biology plus l’un des termes suivant: Genetics de deux espèces de champignons infestant typi-
tions scientifiques dans différents cancer*; genetic*; evolution* addi- Evolution+Phylogeny quement les céréales, sans trouver de telles plantes Position
domaines de la biologie. Recherche tionné des résultats pour phylogen*; Neuro dans l’échantillon, mérite réflexion. Responsable de groupe
faite dans la base de données de neuro*; physiolog*; ecolog*; deve- Physiology D’autant plus que les auteurs placent ces espèces et Chargé d’enseignement
«Web of Science Core Collection». lopmental*; marine*; immunolog*; Ecology de champignons dans la liste des contaminants
(https://appswebofknowledge.com) microbiolog*. Developmental possibles d’origine actuelle. D’autre part, l’interpré- Institution
Marine tation des résultats provenant d’échantillons Université de Genève
Le symbole * (astérisque) permet Immunology humains anciens doit rester objective, sans y inclure Genève, Suisse
d’ajouter n’importe quelle terminaison Microbiology des visions trop anthropocentriques. Par exemple,
au mot. la présence du champignon Penicillium rubensBREAK #1 PUBLICATION Titre Journal
The affinities of Homo Journal of Human Evolution
ORIGINALE
floresiensis based Année
HOMO FLORESIENSIS on phylogenetic analyses
of cranial, dental,
2017
PETITE ESPÈCE, GRAND MYSTÈRE and postcranial characters.
Un nouveau type d’humain, Homo floresiensis, a été réponse évolutive à un approvisionnement alimen- ne sont pas du tout liés. Dans des tests additionnels
découvert par surprise en 2003 par une équipe taire limité et, à l’inverse, le corps pourrait être plus que nous avons menés, nous n’avons pas trouvé A PROPOS DE L’AUTEUR:
d’archéologues australo-indonésiens qui essayait grand en absence de prédation. L’Homo erectus de preuve statistique en faveur d’une relation phylo-
de découvrir les origines des premiers Australiens. est la seule espèce d’hominidés connue d’Indonésie. génétique proche entre ces deux espèces. Nom
Ils se sont concentrés sur la grotte de Liang Bua, sur Elle est beaucoup plus grande que l’Homo floresiensis L’Homo floresiensis était une population relique Debbie Argue, PhD
l'île de Flores, en Indonésie. Au lieu de trouver des et a vécu à Java il y a 1,5 millions d’années. descendue d’un lignage inconnu de petits hominidés
os d’hommes modernes, ils ont fait une découverte Il n’existe pas de traces d’Homo erectus à Flores, datant d’environ 2 millions d’années, qui a vécu Position
sans précédent. Dans les profondeurs de l’excavation mais il est vrai que Flores est relativement inconnue à un demi-monde de distance. Cela signifierait que Chercheuse postdoctorale
se trouvaient les os d’un grand nombre d’individus au niveau archéologique. la diffusion des hominidés hors de l’Afrique a eu
très différents et très petits, datant de 60’000 2) Que l’Homo floresiensis était issu d’un lignage lieu plus tôt que ce que nous pensions et nous Institution
à 100’000 ans. Ces os représentent une nouvelle précoce d’Homo, similaire aux espèces connues entrevoyons maintenant la perspective excitante de Australian National University
espèce appelée Homo floresiensis. d’il y a environ 2 millions d’années en Afrique et qui trouver, un jour, l’Homo floresiensis en Afrique. Canberra, Australie
14 ans après, nous en connaissons beaucoup plus sur étaient relativement petites. Ceci impliquerait
cet Homo floresiensis. Les individus étaient petits qu’une population fondatrice inconnue d’hominidés
(environ 1 mètre de hauteur), ils avaient un petit archaïques est arrivée à Flores. Jusqu’à très récem-
cerveau de 426 cm3 (le nôtre mesure en moyenne ment, nous n’avions pas d’indication qu’une espèce
6 entre 1'300 et 1'500 cm3) et des fronts inclinés vers de petits hominidés soit arrivée à Flores. Mais en Ce texte est une traduction du break «Homo floresiensis – little 7
l’arrière. Pourtant, ils possédaient un cortex frontal 2016, des archéologues ont découvert à Mate Menge species, big mystery» écrit à l’origine par Debbie Argue et publié
sur TheScienceBreaker (https://doi.org/10.25250/thescbr.
étendu. Cela signifie qu’ils pouvaient faire des choses (à environ 74 km de la grotte de Liang Bua) la mâ-
brk059). Ce texte est mis à disposition selon les termes de la
intelligentes telles que planifier, apprendre de leurs choire partielle d’un individu adulte, similaire à celle
Licence Creative Commons CC BY-SA 4.0
erreurs et transmettre des informations de généra- de l’Homo floresiensis bien que plus petite, ainsi
tion en génération. Ils n’avaient pas de menton mais que quelques dents qui datent d’environ 700’000 ans.
des structures similaires à celles des singes à l’inté- Nous avons testé les deux hypothèses en comparant
rieur de la mâchoire. Les os du poignet étaient les caractéristiques du crâne, des mâchoires, des
eux aussi similaires à ceux des singes. Les bras étaient dents, des épaules, des bras et des jambes de l’Homo
relativement longs et leurs épaules étaient haussées floresiensis avec celles de l‘Australopithecus
et penchées en avant. Cette espèce marchait de- afarensis, A. africanus, A. sediba, H. habilis, H. ergaster,
bout, mais sa marche avait probablement une allure H. georgicus, H. naledi, H. erectus, H. floresiensis
étrange puisque ses pieds étaient plutôt longs par et H. sapiens. C’est la première fois que la «question
rapport aux jambes. Ils devaient lever les pieds plus H. floresiensis» était abordée en utilisant une
haut que nous pour les séparer du sol. approche de type «corps entier». Les travaux les plus
Le mystère est donc : quelle est la place de cette anciens s’étaient concentrés sur le crâne, les mandi-
espèce dans l’arbre de l’évolution humaine? Deux bules et les dents.
hypothèses ont été proposées au départ : Nos résultats ont montré que l’Homo floresiensis
1) Que l’Homo floresiensis était le descendant nain et l’Homo habilis étaient étroitement liés. L’espèce
d’une population d’Homo erectus qui a évolué sous Homo habilis, connue seulement en Afrique,
des conditions d’isolement sur une petite île date d’environ 1,4 à 1,8 millions d’années. L’Homo
(la «règle de l’île»). La «règle de l’île» stipule que la taille floresiensis et l’Homo habilis sont des «espèces
corporelle des mammifères est altérée lorsqu’une sœurs» dans notre arbre phylogénétique, ce qui
population fondatrice atteint une île, se sépare signifie que vraisemblablement ils partageaient un
sur le plan reproductif de son groupe d’origine conti- ancêtre commun immédiat. De l’autre côté, l’Homo
nentale et fait face à un environnement différent erectus est une espèce sœur de l’africain de l’Est,
de celui de ses cousins continentaux. Par exemple, Homo ergaster, datant de 1,5 millions d’années.
une taille corporelle plus petite pourrait être la C’est à dire que l’Homo floresiensis et l’Homo erectusBREAK #2 PUBLICATION Titre Journal
ORIGINALE Primate brain size Nature Ecology & Evolution
is predicted by diet Année
LA RECETTE D’UN PLUS but not sociality 2017
GRAND CERVEAU
Il existe des centaines d’espèces de primates disper- énergétiques liés au fait d’avoir un grand cerveau. espèces qui cohabitent dans des groupes plus
sées sur toute la surface du globe, qui varient Pourtant, au cours des dernières décennies, l’hypo- nombreux n’ont pas de cerveau de taille relativement A PROPOS DE L’AUTEUR:
significativement à la fois en termes de taille du cer- thèse prédominante était que le développement supérieure et que les divers systèmes d’accouple-
veau et d’intelligence. Si l’on regarde les extrêmes, d’un plus grand cerveau chez les primates résultait ment n’expliquent pas les différences dans la taille Nom
les grands singes (nos parents vivants les plus d’une complexité sociale accrue - ou hypothèse relative du cerveau d’une espèce à l’autre. Alexandra R. DeCasien
proches) ont un cerveau légèrement plus grand que du cerveau social. Les chercheurs ont étayé cette Ces constatations n’ont pas seulement réfuté les
celui des nouveau-nés humains, tandis que les hypothèse avec des études montrant que les principales prédictions de l’hypothèse du cerveau Position
lémuriens microcèbes ont un cerveau qui mesure espèces de primates qui cohabitent dans des groupes social, mais elles ont aussi renforcé les idées plus Doctorante
moins de 1/100e de cette taille. Bien que quelques plus nombreux ont un cerveau relativement plus anciennes sur l’influence de l’alimentation dans
espèces soient très innovantes, qu’elles aient une forte grand. D’autres études ont aussi affirmé que les es- l’évolution du cerveau des primates. Étant donné Institution
capacité à se contrôler, présentent une mémoire pèces avec les systèmes sociaux les plus complexes que les primates font souvent face à des défis New York University
spatiale impressionnante et/ou utilisent de nombreux devaient avoir un cerveau relativement plus grand. écologiques au sein de contextes sociaux, vraisem- New York, USA
outils variés, beaucoup d’autres espèces ne possèdent Toutefois, les études divergeaient sur la question blablement les pressions sélectives des environ-
pas ces capacités. de déterminer si les espèces monogames ou les nements physique et social ont affecté l’évolution
Beaucoup d’hypothèses ont été formulées pour polygynandres (multi-mâles, multi-femelles) pos- de leur cerveau.
tenter d’expliquer pourquoi certaines espèces ont sèdent des systèmes plus complexes et des cerveaux Quant à nous, humains, il est plus difficile de déter-
8 développé un cerveau volumineux, notamment relativement plus grands. miner ce qui a conduit initialement à l’évolution Ce texte est une traduction du break «Food for thought: recipe 9
celles dont le cerveau est plus grand que prévu par Nous tenions à résoudre les contradictions suivantes de nos énormes cerveaux, mais les résultats de notre for bigger brains» écrit à l’origine par Alexandra R DeCasien et
publié sur TheScienceBreaker (https://doi.org/10.25250/thescbr.
rapport à la taille de leur corps. Les animaux ayant un avec une nouvelle étude. D’abord, l’alimentation étude suggèrent que l’alimentation aurait joué un
brk058). Ce texte est mis à disposition selon les termes de la
corps plus grand ont tendance à avoir un plus grand ou la socialité (ou les deux), expliquent-elles les rôle au moins aussi important que celui des facteurs
Licence Creative Commons CC BY-SA 4.0
cerveau parce qu’ils requièrent plus de puissance différences dans la taille relative du cerveau parmi sociaux. L’évolution humaine est marquée par
de traitement pour maintenir et contrôler leurs les primates? Deuxièmement, les espèces ayant une augmentation de la consommation de viande
fonctions corporelles. Une partie de ce qui rend les certains systèmes d’accouplement ont-elles un cer- et fruits de mer, qui ne sont pas seulement des
humains uniques est le fait que nous ayons le plus veau relativement plus grand que celui des espèces aliments de haute qualité, mais dont la technologie
grand cerveau relativement à la taille de notre corps utilisant d’autres systèmes? Le problème principal nécessaire pour les chasser et les préparer exige
(ou taille relative du cerveau). Notre cerveau est semblait être le fait que peu d’espèces (soit moins des compétences cognitives plus complexes.
toutefois loin d'être parmi les plus volumineux du de 50) avaient été incluses dans la plupart des plus Il est possible que la sélection d’une intelligence
règne animal – pensons, par exemple, aux éléphants anciennes études et donc nous avons recueilli technologique liée à l’obtention de ce type d’aliments
ou aux baleines. des données de plus de 140 espèces de primates. soit arrivée en premier, avec des changements
Les premières hypothèses sur ce qui aurait pu conduire De même, nous avons utilisé les techniques statis- neurologiques associés qui ont fourni un échafau-
au développement d’un cerveau relativement tiques les plus récentes pour voir si cela avait un impact dage pour le développement ultérieur de compéten-
plus grand chez certaines espèces portaient sur sur les résultats. Nous n’avons pas inclus les humains ces sociales complexes.
l’alimentation. La plupart des espèces de primates dans notre étude, car notre cerveau est excep-
mangent essentiellement des fruits ou des feuilles tionnellement grand et nous n’avons ni une taille
et quelques-unes y incorporent également des moyenne pour nos groupes, ni un système d’accou-
insectes ou de petits animaux. Puisque les fruits plement clair (les sociétés humaines ne considèrent
sont regroupés dans le temps et l’espace et doivent pas toutes la monogamie comme étant la norme).
souvent être extraits de leur peau protectrice, les Nous avons découvert que les espèces de primates
chercheurs ont suggéré que la consommation qui consomment des aliments de meilleure qualité
de fruits pouvait demander une complexité et une et plus difficiles à trouver, comme les fruits et/ou
flexibilité cognitives plus grandes que celles de la de petits animaux, ont un cerveau relativement
consommation de feuilles. De plus, les fruits sont une plus grand que celles qui mangent des feuilles, une
source d’alimentation relativement plus riche, qui source d’alimentation abondante et de moindre
pourrait aider à compenser quelques-uns des coûts qualité. D'ailleurs, nos résultats indiquent que lesBREAK #3 PUBLICATION Titre Journal
ORIGINALE The palaeogenetics Nature Ecology & Evolution
of cat dispersal Année
COMMENT LES CHATS ONT in the ancient world 2017
CONQUIS LE MONDE ANTIQUE
Quand les animaux ont été domestiqués, ils ont acquis 10’000 dernières années et retrouvées en Europe, réserves de nourriture et les cordes des rongeurs.
une protection contre la famine, les prédateurs en Asie du Sud-Ouest et en Afrique du Nord. Ils étaient peut-être aussi récompensés par d’autres A PROPOS DES AUTEURS:
et les maladies, mais ont perdu leur liberté. Ceci est Le profil phylogéographique des chats a changé mets plus délicieux, comme le poisson.
très bien illustré par l’exemple du chien, premier après la période de néolithisation, ce qui confirme Par conséquent, les chats semblent avoir conquis Nom
animal à avoir été domestiqué et qui est très différent l’hypothèse selon laquelle le déplacement d’animaux le monde par la mer – une conclusion à laquelle Eva-Maria Geigl, PhD ;
de son ancêtre le loup en matière de comportement, généré par les agriculteurs du Néolithique est nous n’aurions pas pu arriver sans l’analyse de tant Thierry Grange, PhD
de morphologie et de physiologie, cela est aussi le signe d’un processus de domestication précoce. d’échantillons!
visible à l’examen de son génome. Mais qu'en est-il En effet, la lignée anatolienne de l’ancien chat sauvage Nous avons aussi pu ajouter une pièce supplémen- Position
du chat domestique qui, dans de nombreux cas, F.s. lybica a également été retrouvée dans des restes taire au puzzle de l’histoire de la domestication des Directeurs de recherche
est encore difficile à distinguer des chats sauvages, plus récents provenant du sud-est de l’Europe chats en analysant le motif de leur pelage: tandis
même au niveau génomique, et dont le comporte- ainsi que du sud-ouest de l’Asie, où l’on sait, grâce que tous les chats sauvages sont rayés, beaucoup de Institution
ment n’est pas non plus très différent de ces derniers? à des données archéologiques, que des agriculteurs chats domestiques sont au contraire tachetés. Université Paris Diderot
Il ressort de l’analyse de l’ADN mitochondrial des anatoliens avaient émigré ultérieurement. Selon nos échantillons, le gène responsable de ce Paris, France
chats modernes que tous les chats domestiques, De nombreux archéologues ont été pendant long- motif est apparu après le 13ème siècle de notre ère
même les errants, sont issus du chat sauvage temps convaincus que le chat avait été domestiqué et s’est répandu depuis l’Asie Mineure vers tout
nord-africain F.s. lybica, également présent dans en Égypte en raison du rôle particulier qu’ils avaient l’Empire Ottoman. Ceci est une preuve en faveur de
10 le sud-ouest de l’Asie. Il s'agit de la région où les hu- joué dans l’Égypte ancienne. Cela avait été déduit l’hypothèse selon laquelle les chats n’ont pas beau- 11
mains ont commencé, durant le Néolithique, à de l’observation de tombes et de statues, mais aussi coup évolué depuis le début de leur cohabitation Ce texte est une traduction du break «How cats conquered
domestiquer les plantes, à se sédentariser et à cultiver. de descriptions d’écrivains gréco-romains comme avec l'homme, mais qu'ils ont plutôt continué à être the Ancient world: a 9,000-years DNA tale» écrit à l’origine par
Eva-Maria Geigl et Thierry Grange et publié sur TheScience-
Ils ont aussi commencé à domestiquer les animaux Hérodote. De fait, jusqu’à présent, l'abondante des chasseurs indépendants, presque sauvages,
Breaker (https://doi.org/10.25250/thescbr.brk062). Ce texte
qu’ils chassaient et mangeaient, comme le mouton, iconographie égyptienne constituait la source la à la seule différence qu'ils ne fuient pas les humains. est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative
la chèvre et le cochon. La découverte archéologique plus importante d’informations sur la place prépon- Commons CC BY-SA 4.0
d’un squelette de chat dans la tombe d’un enfant dérante allouée aux chats dans l’Égypte ancienne,
datant d’environ 9'500 ans à Chypre suggère que ce où ils étaient adorés et vénérés. En raison de ce statut
sont les premiers agriculteurs du Néolithique qui ont particulier, nous n’avons pas été très surpris de dé-
apporté le chat avec eux. Cela suggère également couvrir une lignée mitochondriale particulière dans
que les chats avaient déjà été attirés dans l’environ- des restes de chats provenant d’Egypte datant du
nement humain à cette époque, vraisemblablement 1er millénaire avant notre ère. Nous avons par contre
par l’intermédiaire des rongeurs qui prospéraient été étonnés de voir cette lignée se répandre très
dans les réserves de céréales accumulées par les rapidement et efficacement à d’autre lieux, en l’espace
agriculteurs sédentarisés (pour la première fois dans de quelques siècles, y compris jusqu’à un site viking
l'histoire de l'humanité) dans la région du Croissant sur la mer Baltique. A l’époque romaine, la lignée
fertile. Les rongeurs détruisaient les récoltes non indigène n'était plus majoritaire en Asie Mineure,
seulement en s’en nourrissant, mais aussi en mais avait été surpassée par la lignée égyptienne.
les polluant avec leurs excréments. De plus, ils En outre, nous avons découvert la lignée mitochon-
rongeaient les matières organiques, comme celles driale du chat sauvage d’Asie centrale et du sud dans
constituant les cordes des bateaux ou les pièces des restes provenant d’un port romain en Égypte.
en cuir des armes. Les chats chassaient ces animaux Ce port, situé sur la mer Rouge, était connu pour ses
et libéraient ainsi les agriculteurs des nuisibles liens commerciaux très étroits avec l’Inde.
et d’autres espèces venimeuses. Une relation s’est En regroupant ces différents indices, nous sommes
donc établie, qui apportait des bénéfices aux deux arrivés à la conclusion que la dispersion des chats
parties. Nous avons effectué une analyse paléo- a dû avoir lieu principalement par bateau, sur
génétique de l’ADN mitochondrial issu des traces lesquels ils embarquaient eux-mêmes ou alors
archélogiques de plus de 300 chats, datant des étaient emmenés par les marins pour protéger lesBREAK #4 PUBLICATION Titre Journal
ORIGINALE Neanderthal behaviour, diet, Nature
and disease inferred Année
LA VIE QUOTIDIENNE from ancient DNA in dental
calculus.
2017
DES HOMMES DE NÉANDERTAL
Les Néandertaliens sont nos plus proches parents de l’individu de Spy a montré qu’il consommait ce du microbiome, qui joue un rôle clé dans la santé et peu plus qu’humains et hommes de Néandertal
évolutivement parlant. Ils ont disparu depuis environ qu’on peut attendre d'un chasseur de l’Âge de Pierre: le développement de maladies et se transmet de interagissaient directement entre eux.
40’000 ans, mais ont vécu en Europe et en Asie des rhinocéros laineux et des moutons, accom- manière verticale. Bien qu’ils ne soient pas situés sur L’image que nous avons des hommes de Néandertal
Occidentale, où ils ont cohabité et se sont reproduits pagnés de champignons. De son côté, le tartre des la même lignée évolutive, les anciens humains et comme d’un groupe complexe et intelligent
avec les humains. Malgré leur étonnante ressem- individus d’El Sidron ne contenait aucune trace les hommes de Néandertal ont échangé au moins est de plus en plus claire. L’ADN ancien issu de leurs
blance physique et génétique avec nous, humains, de viande et a plutôt révélé un régime composé de un micro-organisme. Le génome complet d’une calculs dentaires a permis de déduire qu’il y avait
notre compréhension de leur mode de vie est champignons, de pignons de pin, de mousse archée responsable d’une maladie des gencives des différences de régimes alimentaires entre
limitée. Qui étaient donc nos énigmatiques cousins de forêt et de peuplier. Cela dresse un portrait des (Methanobrevibacter oralis) a été reconstruit à partir différents groupes d’hommes de Néandertal et de
génétiques? Néandertaliens et de leur capacité à s’adapter à leur des calculs dentaires d’un homme de Néandertal. conclure qu’ils avaient connaissance de l’automé-
Connaître le régime alimentaire d’un groupe ancien environnement et à survivre en utilisant des ressources Ce génome était celui d’une sous-espèce de celle dication. Le transfert d’au moins un pathogène
peut nous éclairer sur de nombreux aspects de variées. Mais l’ADN retrouvé dans le tartre n’a pas rencontrée dans les bouches humaines, ce à quoi oral indique également que nos ancêtres et nos cou-
leur vie quotidienne. Les aliments qu’ils consom- seulement fourni des indices sur ce que ces individus l’on pouvait s’attendre étant donné qu’humains et sins génétiques entretenaient des relations sociales.
maient donnent une idée de la façon dont ils intera- mangeaient quand ils s’asseyaient pour dîner. hommes de Néandertal sont eux-mêmes des Cette étude apporte de nouvelles informations
gissaient avec leur milieu. Comprendre la manière Contrairement au stéréotype de brutalité associé au espèces différentes (ou sous-espèces). Toutefois, les sur l’image toujours plus humaine que nous avons
dont ils exploitaient et géraient leur environnement Néandertalien, l’individu de Spy semble avoir été sous-espèces d’archées ont divergé alors que des hommes des cavernes.
donne ensuite un aperçu de leurs connaissances, capable d’auto-médication, un comportement les humains et les hommes de Néandertal formaient
12 ainsi que des outils et structures sociales qu’ils ont pu complexe qui nécessite la compréhension des effets déjà deux espèces différentes. On ne peut que 13
mettre en place. Sur un plan plus individuel, de plusieurs ressources spécifiques. Il souffrait vrai- spéculer sur la manière dont ce transfert a eu lieu:
la nourriture constitue un aspect central de la vie semblablement d’un abcès dentaire (identifiable par l’intermédiaire de l’environnement, du partage
quotidienne et savoir ce qu’une personne a mangé d’après l’observation de sa mâchoire) et de parasites d’outils, ou même du baiser. En tout cas, un transfert
peut nous aider à voir le monde à travers ses yeux. intestinaux (dont l’ADN a été identifié à partir a bel et bien eu lieu, ce qui démontre encore un
Une nouvelle méthode a récemment été développée des calculs dentaires) et se soignait en utilisant de
pour recueillir des traces de l’alimentation d’un l’aspirine et des antibiotiques. Les sources naturelles
individu directement à partir de ses calculs dentaires. de ces médicaments modernes ont été identifiées
Ces dépôts qui s’accumulent sur les dents, souvent grâce à ses calculs dentaires. Cet individu avait A PROPOS DE L’AUTEUR:
ignorés, ont permis de donner un nouvel éclairage en effet mangé des produits issus du peuplier, conte-
sur les hommes de Néandertal. nant de l’acide salicylique (un analgésique consti- Nom
Les calculs dentaires, aussi appelés tartre, sont une tuant le principe actif de l’aspirine) et une espèce Andrew Farrer
couche calcifiée de plaque dentaire. La plaque de champignon appelée Penicillium, productrice
dentaire est une couche de microbes légèrement d'antibiotiques. Position
collante qui se développe sur les dents. De petits Évidemment, les humains vont eux aussi utiliser ces Doctorant
fragments de tout ce qui passe dans la bouche ressources à travers les âges, jusqu’à culminer avec
peuvent se retrouver bloqués sur la plaque collante les médicaments modernes de nos jours. Le fait Institution
et être préservés pendant la calcification. On a retiré de savoir que les néandertaliens utilisaient déjà ces The University of Adelaide
le tartre des dents de trois hommes de Néandertal ressources devrait contribuer à détruire le stéréotype Adelaide, Australie
retrouvés pour l’un dans la grotte de Spy en Belgique de l’homme de Néandertal rustre et le remplacer
et pour les deux autres dans la grotte d’El Sidron par une appréciation nuancée de ses compétences.
en Espagne. Puis, en utilisant une technique appe- Alors que les similitudes comportementales entre
lée métagénomique, tout l’ADN conservé dans humains et homme de Néandertal deviennent de
les calculs dentaires a été récupéré et utilisé pour plus en plus évidentes, ce sont les micro-organismes Ce texte est une traduction du break «The daily life of Neandertals»
identifier ces petits fragments, offrant un aperçu qui indiquent précisément ce qui a changé. écrit à l’origine par Andrew Farrer et publié sur TheScienceBreaker
(https://doi.org/10.25250/thescbr.brk061). Ce texte est mis à
direct de l’alimentation néandertalienne. Comme nous l’avons mentionné, les calculs dentaires
disposition selon les termes de la Licence Creative Commons CC
Les régimes alimentaires des deux régions étaient sont composés principalement de micro-orga-
BY-SA 4.0
significativement différents. L’ADN retrouvé à partir nismes. Cette communauté microbienne fait partieACTIVITÉ BIOUTILS NOTES
LA PHYLOGÉNIE MOLÉCULAIRE
Sous forme de démonstration, cette expérience Expérience mise en place par l’Ecole de l’ADN
permet d’illustrer les principes de variation de sé- de Nîmes
quences et de distance génétique entre les orga-
nismes pour construire un arbre phylogénétique. Mots clés
Phylogénie, évolution, classification, génotype,
L’expérience électrophorèse, RFLP.
La phylogénie moléculaire vient compléter les mé-
thodes traditionnelles de classification basées sur Pour aller plus loin…
l’observation des caractéristiques morphologiques
Vous pouvez lire le protocole expérimental complet
et anatomiques. Cette méthode repose sur l’ana-
et réserver le matériel sur www.bioutils.ch/protocoles
lyse et la comparaison de courtes séquences d’ADN
/ 19-phylogenie-moleculaire
afin d’établir un arbre phylogénétique. Dans cette
démonstration, vous allez comparer les ADN de 4
Matériel
différentes espèces de primates.
• ADN humain • Marqueur de taille
• ADN de gorille (électrophorèse)
• ADN de chimpanzé • Système
• ADN d'orang-outan d’électrophorèse
portable
• E-gel 1,2%
14
Gorille
Chimpanzé
Homme
Orang–outanNOTES Crédits Responsable
Le contenu de cette édition de la publication
de break’d! a été édité par la Prof. Patrick Linder, UNIGE
plateforme de communication
en Sciences de la vie BiOutils Comité éditorial
(Université de Genève), en Massimo Caine, UNIGE
collaboration avec la plateforme Dr. Karl Perron, UNIGE
d’édition pour le grand public Dr. Pierre Brawand, DIP
TheScienceBreaker (Université
de Genève), et l’enseignant Sélection des articles
Dr. Pierre Brawand (Collège Massimo Caine
Rousseau, Département de Dr. Karl Perron
l’instruction publique, Genève). Dr. Pierre Brawand
Le design visuel du mini-maga-
zine a été développé par le Rédaction des articles
Laboratorio cultura visiva (Scuola Dr. Debbie Argue
universitaria professionale Alexandra R. DeCasien
della Svizzera italiana, SUPSI). Dr. Eva-Maria Geigl
Le projet a été financé par Dr. Thierry Grange
le Fonds national suisse de la Andrew Farrer
recherche scientifique (Agora).
Édition des articles
Massimo Caine
Traduction des textes
TranslationBunny
- Bunny Inc.
Verena Ducret
Aurélia Weber
Margot Riggi
Rédaction de l’éditorial
Dr. Juan I. Montoya-Burgos
Conception et
réalisation graphique
Giancarlo Gianocca
Laboratorio cultura visiva, SUPSI
Avec le soutien
du laboratoire du
Dr. Karl Perron et
de l’équipe de BiOutilswww.bioutils.ch
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