Paléogénomique des dynamiques des populations humaines sur le territoire français entre 7000 et 2000 avant le présent

Paleogenomics of human population dynamics on the French territory between 7000 and 2000 before present

• Auteur / Autrice : Samantha Brunel
• Direction : Eva-Maria Geigl, Thierry Grange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé. Génétique
• Date : Soutenance le 14/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jacques Monod (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Reiner A. Veitia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eva-Maria Geigl, Thierry Grange, Reiner A. Veitia, Wolfgang Haak, Christine Keyser, Mélanie Pruvost, Etienne Patin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Wolfgang Haak, Christine Keyser

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN ancien

Âge du fer

Âge du bronze

Néolithique

ADN mitochondrial

Paléogénétique

Mots clés libres

Génomes anciens

Ancient genomes

Résumé

Ces derniers 10 000 ans en Eurasie occidentale ont été marqués par des transitions culturelles qui ont profondément transformé les sociétés humaines : l’apparition et la diffusion du Néolithique, de l’Âge du Bronze et de l’Âge du Fer. La paléogénomique, en analysant les génomes anciens, s’est attelée à en décrire les processus démographiques sous-jacents dans diverses parties du continent. En France cependant, la fin de la Préhistoire est seulement connue par le biais de l’archéologie, et n’a pas encore été explorée par la génétique à l’échelle du territoire. Nous avons produit un large jeu de données comprenant les génomes mitochondriaux, marqueurs du chromosome Y et génotypes d’une sélection de loci nucléaires d’intérêt via une procédure d’enrichissement pour 193 individus datant du Mésolithique, Néolithique, Âge du Bronze et Âge du Fer à travers le territoire de la France actuelle. Nous avons également généré les génomes à faible couverture de 58 individus répartis sur les mêmes périodes et recouvrant partiellement ce panel. L’intégralité de ces résultats offre, pour la première fois, un aperçu des dynamiques des lignées maternelles et paternelles ainsi que du génome nucléaire sur une période recouvrant 5000 ans. Que ce soient les lignées parentales ou le génome, différentes dynamiques apparaissent entre le nord et le sud de la France durant le Néolithique, avec un degré variable d’incorporation des populations de chasseurs-cueilleurs autochtones dans les communautés de fermiers. Ils mettent également en évidence, peu avant le début de l’Âge du Bronze, un flux de gènes dominé par des hommes dont la signature génétique des bergers de la Steppe Pontique, une signature qui ensuite persiste durant l’Âge du Fer, alors que la population montre peu de différentiation à l’échelle du territoire français. Certains marqueurs phénotypiques observés au Néolithique arborent une fréquence proche de celle observée dans la population européenne actuelle, indiquant des épisodes de sélection positive pré-datant le Néolithique, tandis que d’autres montrent des fréquences différentes, signe d’une sélection en cours sur ces loci. Cette étude accroit notre compréhension de relations entre les différentes populations de la fin de la Préhistoire, à l’échelle de la France et de l’Europe.

The last 10,000 years in Western Eurasia were marked by cultural transitions that profoundly transformed human societies: the advent of the Neolithic, the Bronze Age and the Iron Age. Paleogenomics, the analysis of ancient genomes, started to address the underlying demographic processes in various parts of the continent. In France, however, Late Prehistory is only known from the rich archaeological records and not yet explored through genetics at a territory-wide scale. We generated a large dataset comprising the complete mitochondrial genomes, Y chromosome markers and genotypes on a number of nuclear loci of interest obtained through a DNA enrichment approach of 193 Mesolithic, Neolithic, Bronze Age and Iron Age individuals sampled across the territory of present-day France. It was complemented with the low-coverage genomes of 58 individuals partially overlapping this dataset. This panel provides, for the first time, a high-resolution 5,000-year transect of the dynamics of maternal and paternal lineages in France as well as of autosomal genotypes. Both parental lineages and genomic data revealed different dynamics in the North and the South of the French territory during the Neolithic, with varying degrees of incorporation of autochthonous hunter-gatherers lineages into farming communities. They also revealed a mostly male-driven gene flow from individuals deriving part of their ancestry from the Pontic Steppe at the onset of the Bronze Age, a signature that then persisted through the Iron Age. The various nuclear phenotypic markers we studied evolved differently. While some harbor present-day European frequencies already at the Neolithic epoch indicating ancient episodes of positive selection of these specific traits, others show different evolutionary stages throughout the Neolithic and the Bronze Age allowing us the establish more clearly the origin and evolution of the phenotypic traits that characterize the present-day European population. This study further expands our understanding of the relationship between populations during late Prehistory in France and across Europe.