Contribution de la paléogénétique et de la paléogénomique à l’étude des sites archéologiques

Contribution of palaeogenetics and palaeogenomics to archaeological site studies

• Auteur / Autrice : Céline Bon
• Direction : Jean-Marc Elalouf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 23/09/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Gènes, Génomes, Cellules (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physiogénomique / NeuroTranscriptomes et Paléogénétique
• Jury : Président / Présidente : Pierre Capy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Elalouf, Pierre Capy, Eske Willerslev, Evelyne Heyer, Alain Argant
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Eske Willerslev, Evelyne Heyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coprolithes

Ours des cavernes

Grottes

ADN fossile

Mots clés libres

ADN ancien

Grotte Chauvet

Ours des Cavernes

Hyène des Cavernes

Coprolithe

Génome mitochondrial

Pléistocène

Ancient DNA

Chauvet Cave

Cave Bear

Cave Hyena

Coprolite

Mitochondrial genome

Pleistocene

Résumé

La Paléogénétique a pour but l’analyse de l’ADN de pièces archéologiques, et le renouveau de cette discipline tend à intégrer une dimension génomique par le séquençage massif des spécimens les mieux préservés. Les grottes, dont la température reste fraîche et constante, permettent la conservation de l’ADN. Nous avons analysé des échantillons du Pléistocène conservés dans des grottes, dont un site archéologique majeur, la Grotte Chauvet. L’étude a porté sur deux espèces, l’ours des cavernes, Ursus spelaeus et l’hyène des cavernes, Crocuta crocuta spelaea.À partir d’un échantillon particulièrement bien conservé de la Grotte Chauvet, nous avons séquencé le génome mitochondrial de l’ours des cavernes et établi la phylogénie de cette espèce éteinte. Nous avons montré que l’ours des cavernes est une espèce proche des ours bruns et polaires dont elle s’est séparée il y a 1,6 million d’années. Nous avons ensuite analysé la région de contrôle mitochondrial de plusieurs spécimens des Grottes Chauvet et des Deux-Ouvertures datés de 28 000 à 32 000 ans. La forte homogénéité génétique de cette population ardéchoise pourrait être corrélée à la disparition régionale de l’espèce.Enfin, nous avons réalisé l’analyse génomique de coprolithes d’hyène des cavernes. Nous avons mis en évidence des quantités importantes d’ADN nucléaire et mitochondrial dans les coprolithes et reconstitué le premier génome mitochondrial complet d’hyène des cavernes. La présence d’ADN de cerf élaphe, Cervus elaphus, nous permet de décrire une relation proie-prédateur du Pléistocène.

Palaeogenetics aims at analysing DNA from archaeological remains. New genetic sequencing technologies revitalize the discipline through genomic analysis. Because of cool and constant temperature, cave sites allow the preservation of ancient DNA. We carried out DNA analysis of Pleistocene specimens originating from cave sites, especially the Chauvet cave. We studied samples from two extinct species, the cave bear, Ursus spelaeus, and the cave hyena, Crocuta crocuta spelaea.Using a well-preserved sample from Chauvet cave, we characterized the 16,810 bp-long mitochondrial genome of the extinct cave bear, and established its phylogeny. We were able to ascertain that the cave bear is a sister-species to the brown and polar bears, and that the two lineages split about 1.6 million years ago. We also sequenced mitochondrial control region fragments of Chauvet and Deux-Ouvertures cave bear samples. These Ardèche bear specimens, dated back to 28,000-32,000 years BP, display strong genetic homogeneity that may be related to the imminent species extinction.Finally, we analysed cave hyena coprolites from the Coumère Cave by metagenomic DNA sequencing. As these fossilized feces still contain a high amount of mitochondrial and nuclear DNA, we were able to decipher the first complete mitochondrial genome for the cave hyena. We found DNA from the red deer, Cervus elaphus, thus depicting a Pleistocene predator-prey relationship.