Évolution biologique et ADN ancien

Après deux décennies de découvertes et de controverses, la paléogénétique semble, sinon avoir atteint l’âge de raison, du moins avoir délaissé les frasques de son impétueuse jeunesse. Si ses principes théoriques ont été à peine affinés en quinze ans, sa pratique opérationnelle a, elle, rapidement évolué, en bénéficiant de l’explosion méthodologique de la biologie moléculaire. C’est véritablement avec l’avènement de la méthode d’amplification de l’ADN par PCR que ce champ d’étude a pris son essor. Dès 1989, les travaux se multipliaient en s’intéressant à des groupes biologiques animaux et végétaux variés : espèces récemment éradiquées par l’homme (ratites), représentants disparus de la période glaciaire (mammouth laineux) ou, encore, espèces domestiques (cochon) définirent les entités qui restent aujourd’hui les cibles favorites de ces études. Les champs d’application se sont également multipliés, afin de mieux cerner l’évolution des espèces, des populations et des génomes : génétique des populations, phylogénie d’espèces, domestication, migration de populations, paléopathologie, paléogénomique et évolution moléculaire s’offrent désormais à une discipline décidément en plein essor.Twenty years after the advent of ancient DNA studies, this discipline seems to have reached the maturity formerly lacking to the fulfilment of its objectives. In its early development paleogenetics, as it is now acknowledged, had to cope with very limited data due to the technical limitations of molecular biology. It led to phylogenetic assumptions often limited in their scope and sometimes non-focused or even spurious results that cast the reluctance of the scientific community. This time seems now over and huge amounts of sequences have become available which overcome the former limitations and bridge the gap between paleogenetics, genomics and population biology. The recent studies over the charismatic woolly mammoth (independent sequencing of the whole mitochondrial genome and of millions of base pairs of the nuclear genome) exemplify the growing accuracy of ancient DNA studies thanks to new molecular approaches. From the earliest publications up to now, the number of mammoth nucleotides was multiplied by 100,000. Likewise, populational approaches of ice-age taxa provide new historical scenarios about the diversification and extinction of the Pleistocene megafauna on the one hand, and about the processes of domestication of animal and vegetal species by Man on the other. They also shed light on the differential structure of molecular diversity between short-term populational research (below 2 My) and long-term (over 2 My) phylogenetic approaches. All those results confirm the growing importance of paleogenetics among the evolutionary biology discipline

L’enfant de Mezmaiskaya (Caucase) examiné dans une double perspective paléogénétique et paléoanthropologique

Dans la grotte de Mezmaiskaya située au Nord du Caucase, un squelette d’enfant a été mis au jour en 1993 et son état de conservation remarquable a permis une datation directe du fossile (29195 ± 965 ans BP) et une analyse paléogénétique portant sur l’ADN mitochondrial (Golovanova et al., 1999 ; Ovchinnikov et al., 2000). L’interprétation paléogénétique est examinée dans le présent article à la lumière des données disponibles pour les hommes actuels (Anderson et al. 1981 ; HvrBase http://www.hvrbase.de), et pour trois fossiles du Paléolithique moyen d’Allemagne (Feildhofer 1 et 2 ; Krings et al., 1997, 1999 ; Schmitz et al., 2002) et de Croatie (Vindija-75-G3/h-203 ; Krings et al., 2000), tous attribués à la lignée néanderthalienne et de celles de Pan paniscus et des quatre de sous-espèces de Pan troglodytes (EMBL et GenBank). La question du statut phylogénétique de l’enfant de Mezmaiskaya est abordée à partir des informations génétiques et anthropologiques.In 1993 a child skeleton was recovered from the Mezmaiskaya cave in the northern Caucasus. The excellent bone preservation has allowed direct absolute dating and mitochondrial DNA extraction (Golovanova et al. 1999; Ovchinnikov et al. 2000). The palaeogenetic interpretation is examined in the present article based on data available for modern humans (Anderson et al. 1981; HvrBase; http://www.hvrbase.de) and for three Middle Palaeolithic fossils from Germany (Feildhofer 1 and 2 ; Krings et al. 1997; Krings et al. 1999; Schmitz et al. 2002) and Croatia (Vindija-75-G3/h-203; Krings et al. 2000), which are attributed to the Neanderthal line and those of Pan paniscus and the four sub-species of Pan troglodytes (EMBL and GenBank). The question of the phylogenetic status of the Mezmaiskaya child is examined using both molecular analysis and anthropological arguments

Caractères ostéologiques et odontologiques chez les Hominoidea (Primates, Mammalia) : analyse de parcimonie

OSTEOLOGICAL AND ODONTOLOGICAL CHARACTERS IN HOMINOIDEA (PRIMATES, MAMMALIA) : PARSIMONY ANALYSIS Abstract. — To clarify the relationships among the Hominoidea, seventy osteological and odontological characters are studied and analysed cladistically. The choosen morphological characters are those used the most frequently by some authors to exhibit conflicting hypotheses as for hominoid phylogeny. Parsimony analysis leads to a (Pan, Gorilla) clade, sister group of Homo. We debate about synapomorphies of every group, characters and their evolution, and other possible cladograms.Résumé. — Dans le but de clarifier les relations de parenté au sein des Hominoidea, soixante-dix caractères ostéologiques et odontologiques sont étudiés et analysés de manière cladistique. Les caractères morphologiques choisis sont ceux utilisés le plus fréquemment par divers auteurs pour opposer des hypothèses contradictoires quant à la phylogénie des hominoïdes. L'analyse de parcimonie conduit à un clade (Pan, Gorilla) groupe frère de Homo. On discute des synapomorphies de chacun des ensembles, des caractères et de leur évolution, et des autres cladogrammes possibles.Barriel Véronique. Caractères ostéologiques et odontologiques chez les Hominoidea (Primates, Mammalia) : analyse de parcimonie. In: Bulletins et Mémoires de la Société d'anthropologie de Paris, Nouvelle Série. Tome 3 fascicule 1-2, 1991. pp. 45-72

Approche moléculaire de la phylogénie des hominoidea : l'exemple de la pseudo êta-globine

MOLECULAR APPROACH OF THE PHYLOGENY OF HOMINOIDEA : THE PSEUDO ETA-GLOBIN EXAMPLE Summary. — Nucleotide sequences from the pseudo eta-globin gene of Pan troglodytes (common chimpanzee), Gorilla gorilla (gorilla), Pongo pygmaeus (orangutan), Macaca mulatto (rhesus macaque) and Ateles geoffroyi (spider monkey) was compared to the same orthologous region of Homo sapiens (modern human). Cladistic analysis and pairwise comparison of these sequences demonstrate that human and chimpanzee are more closely related to each other and support the exclusion of Pongo from a monophyletic subfamily Homininae (modern human and african apes).Résumé. — Les séquences de nucléotides du gène de la pseudo êta-globine de Pan troglodytes (chimpanzé commun), Gorilla gorilla (gorille), Pongo pygmaeus (orang-outan), Macaca mulatto (macaque rhésus) et Ateles geoffroyi (atèle) ont été comparées à celle de Homo sapiens (homme moderne). L'analyse cladistique de ces séquences de nucléotides et leur comparaison 2 à 2, indiquent que l'homme et le chimpanzé forment un clade et confirment l'exclusion de Pongo d'une sous-famille Homininae (homme et grands singes africains) monophylétique.Barriel Véronique, Darlu Pierre. Approche moléculaire de la phylogénie des hominoidea : l'exemple de la pseudo êta-globine. In: Bulletins et Mémoires de la Société d'anthropologie de Paris, Nouvelle Série. Tome 2 fascicule 1, 1990. pp. 3-23

Analyse phylogénétique de la calvaria de Homo floresiensis

International audienceBecause until 2006 the Liang Bua human fossil remains were not available to the entire paleoanthropological community, the taxonomic position of Homo floresiensis was only a matter of opinion in publications. From the beginning, two schools of thought prevailed, and this situation persists today. One purports that the Liang Bua human series belongs to a local modern human (Homo sapiens sapiens) with anatomical particularities or pathologies that may be due to insular isolation/endogamy. The second argues in favour of the existence of a new species that, depending on the authors, is either a descendant of local Homo erectus, or belongs to a much more basal taxon, closer to archaic Homo or to australopithecines. Because there are no postcranial remains confidently attributed to Homo erectus in the fossil record, and because the Homo erectus type specimen is a single and partial calvaria, a cladistic analysis was undertaken using both nonmetric morphological features and metrics of the calvariae of human fossil specimens including LB1 to test if it belongs to this taxon. Our results indicate that LB1 is included in the Homo erectus clade.Jusqu’en 2006, plusieurs opinions ont été exprimées à propos du statut taxonomique de Homo floresiensis, avant que les paléoanthropologues n’aient directement accès au matériel original de Liang Bua. De nos jours, les points de vue débattus sont davantage fondés sur des études anatomiques quand, par le passé, seules des opinions s’exprimaient sur les travaux des deux équipes ayant eu accès aux fossiles. Il demeure que deux écoles s’affrontent. L’une est partisane de l’existence d’une population d’hommes modernes (Homo sapiens sapiens), dont les particularités ou les pathologies sont liées à un isolement et/ou à une endogamie insulaire ; l’autre école défend l’existence d’une nouvelle espèce, qu’elle soit issue d’un Homo erectus régional ou qu’il s’agisse de l’ultime représentant d’une lignée archaïque du genre Homo, ou même d’un genre différent qui serait proche des Australopithèques. Dans la mesure où aucun reste postcrânien n’est attribuable de manière certaine à Homo erectus et, comme le spécimen-type de cette espèce est une calvaria incomplète, une analyse cladistique a été réalisée à partir des données morphologiques métriques et non métriques de la calvaria de plusieurs spéminens fossiles, dont LB1, pour tester son appartenance à ce taxon. Nos conclusions suggèrent une alternative aux hypothèses précédemment discutées et indiquent que ce spécimen n’est, ni un homme moderne ayant une pathologie, ni une nouvelle espèce, mais est inclus dans le clade Homo erectus

An attempt to clarify phylogenetic affinities of erymid lobsters (Decapoda) using morphological characters

A morphological-based phylogenetic analysis of a total of 33 species: 27 fossil species from eight families recognized prior to this work (Chimaerastacidae, Clytiopsidae, Erymidae, Glypheidae, Litogastridae, Nephropidae, Pemphicidae, Uncinidae), and 6 extant species from four families recognized prior to this work (Astacidae, Enoplometopidae, Nephropidae, Stenopodidae) is proposed. The cladistic analysis demonstrates that the erymid lobsters should be included with the other clawed lobsters within the infraorder Astacidea. Among Astacidea, we observed the structure recalling the intercalated plate of erymids in the extant Enoplometopus reported by Schram & Dixon. In order to test Schram & Dixon's hypothesis, we considered this structure as homologous to the intercalated plate. Our results suggest that the sharing of this character does not indicate close relationships between Enoplometopus and erymids. The erymid lobsters form a monophyletic group of six genera (Eryma, Enoploclytia, Palaeastacus, Pustulina, Stenodactylina, Tethysastacus) included in the superfamily: Erymoidea. The inclusion of a character recently identified, a delimited post-orbital area, in the morphological dataset led to the split of Erymoidea into two clades. This topology justifies a systematic rearrangement of erymid genera within two families: Enoploclytiidae fam.n., lacking a delimited post-orbital area (Enoploclytia, Pustulina), and Erymidae, showing a delimited post-orbital area. The Erymidae are also separated in two sub-families: the simplicity of the carapace groove pattern of Tethysastacus justifies its placement within Tethysastacinae subfam.n., while Eryma, Palaeastacus and Stenodactylina form the Eryminae

La sépulture mésolithique des Varennes à Val-de-Reuil (Eure)

A Mesolithic grave has been found near a late Neolithic collective grave during a rescue excavation on the site of Val-de-Reuil, "Les Varennes " (Eure). This Mesolithic grave provided a complex fill divided in two layers : the lower level provided the remains of several individuals (probably three), who could have been deposited one after the other in the grave ; only the most recent one is close to the position in which he was originally placed. Only 9 non retouched flint flakes were found near the bones. The sediment was coloured with ochre ; the top level only yielded burnt animal bones (Cervidae, Bovidae, Suidae and beaver). The cremation seems to have occurred above the grave. Some hypotheses regarding the function of the deposits are proposed, based on the study of the bone remains and their distribution.La fouille préventive menée sur le site de Val-de-Reuil (Eure) au lieu-dit "Les Varennes " a permis la découverte d'une sépulture isolée, datée du Mésolithique, située à faible distance d'une allée sépulcrale du Néolithique final. Cette sépulture renferme un remplissage complexe qui se divise en deux parties : le niveau inférieur a livré les restes de plusieurs individus (probablement trois) qui pourraient avoir été déposés successivement dans la tombe, et dont seul le dernier est proche de sa position de dépôt. Son mobilier archéologique comporte seulement 9 silex taillés non retouchés. Le sédiment y est coloré par de l 'ocre ; la partie sommitale comporte uniquement des restes d'ossements animaux brûlés (cervidés, grands bovidés, suidés, castor), dont la crémation semble avoir eu lieu au-dessus de la tombe. Des hypothèses de fonctionnement des dépôts sont proposées à partir de l 'étude des restes osseux, ainsi que de leur répartition spatiale.Billard Cyrille, Arbogast Rose-Marie, Valentin Frédérique, Querré Guirec, Barriel Véronique. La sépulture mésolithique des Varennes à Val-de-Reuil (Eure). In: Bulletin de la Société préhistorique française, tome 98, n°1, 2001. pp. 25-52

The phylogenetic intrarelationships of spiny-rayed fishes (Acanthomorpha, Teleostei, Actinopterygii): fossil taxa increase the congruence of morphology with molecular data

Acanthomorpha (spiny-rayed fishes) is a clade of teleosts that includes more than 15 000 extant species. Their deep phylogenetic intrarelationships, first reconstructed using morphological characters, have been extensively revised with molecular data. Moreover, the deep branches of the acanthomorph tree are still largely unresolved, with strong disagreement between studies. Here, we review the historical propositions for acanthomorph deep intrarelationships and attempt to resolve their earliest branching patterns using a new morphological data matrix compiling and revising characters from previous studies. The taxon sampling we use constitutes a first attempt to test all previous hypotheses (molecular and morphological alike) with morphological data only. Our sampling also includes Late Cretaceous fossil taxa, which yield new character state combinations that are absent in extant taxa. Analysis of the complete morphological data matrix yields a new topology that shows remarkable congruence with the well-supported molecular results. Lampridiformes (oarfishes and allies) are the sister to all other acanthomorphs. Gadiformes (cods and allies) and Zeiformes (dories) form a clade with Percopsiformes (trout-perches) and the enigmatic Polymixia (beardfish) and Stylephorus (tube-eye). Ophidiiformes (cusk-eels and allies) and Batrachoidiformes (toadfishes) are nested within Percomorpha, the clade that includes most of modern acanthomorph diversity. These results provide morphological synapomorphies and independent corroboration of clades previously only recovered from molecular data, thereby suggesting the emergence of a congruent picture of acanthomorph deep intrarelationships. Fossil taxa play a critical role in achieving this congruence, since a very different topology is found when they are excluded from the analysis