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Cylons, symbiote et modèle de coalescence

Auteur : Tom Roud
La fin de la célèbre série Battlestar Galactica vendredi soir aux USA est l’occasion d’un petit commentaire de génétique des populations.
Considérons deux être humains tirés au hasard, par exemple vous et votre conjoint(e). Sauf exception, à  vous deux, vous avez quatre parents différents, huit grand-parents différents, seize arrière grand-parents, etc… Si [suite…]

Auteur : Tom Roud

La fin de la célèbre série Battlestar Galactica vendredi soir aux USA est l’occasion d’un petit commentaire de génétique des populations.

Considérons deux être humains tirés au hasard, par exemple vous et votre conjoint(e). Sauf exception, à  vous deux, vous avez quatre parents différents, huit grand-parents différents, seize arrière grand-parents, etc Si on compte qu’une génération dure environ 25 ans, il est facile de voir qu’il y a 1000 ans, soit 40 générations, à  vous deux vous devriez compter plus de mille milliards d’ancêtres. Beaucoup plus que le nombre d’êtres humains ayant jamais existé Il y a donc nécessairement un problème aigu de cosanguinité !

Que se passe-t-il en réalité ? Prenons les choses dans l’autre sens cette fois. Considérons N couples d’hommes et de femmes. Supposons qu’en moyenne, chaque couple a deux enfants afin que la population conserve une taille constante avec le temps. En moyenne, à  chaque génération, il y aura donc N hommes dans cette population. Chaque homme porte bien sûr le chromosome Y de son père. Mais il se passe un effet subtil : si le nombre d’hommes dans la population est à  peu près le même à  chaque génération, la diversité génétique des chromosomes Y va diminuer au fil des générations. En effet, statistiquement, certains hommes n’auront que des filles, et donc leur chromosome Y disparaîtra définitivement de la population. D’autre hommes auront plus d’un garçon, et donc la proportion de leurs chromosomes Y dans la population va augmenter, “remplaçant” les chromosomes Y disparu. Avec le temps, il va se passer un phénomène appelé coalescence :  si on attend suffisamment longtemps (on peut montrer que ce temps est proportionnel à  la population considérée), tous les chromosomes Y de la population de départ disparaîtront sauf un. Remontons le temps : cela signifie que tous les hommes de la population considérée descendent en ligne directe d’un seul et unique homme, dont ils partagent tous le chromosome Y, une espèce d’Adam en somme. Ce modèle simple montre comment une population peut évoluer complètement aléatoirement, sans sélection naturelle. Et révèle pourquoi nous sommes tous extrêmement cosanguins !

Il existe un équivalent du chromosome Y pour les femmes : il s’agit de ce qu’on appelle l’ADN mitochondrial. Toutes les cellules de votre corps possèdent des petites usines cellulaires, les mitochondries. Ces mitochondries sont en fait … d’anciennes bactéries qui ont été intégrées il y a très très longtemps dans les premières cellules eucaryotes (avec noyau) et vivent depuis en symbiose. Ces mitochondries contiennent de l’ADN elles aussi, ADN mitochondrial qui est répliqué lors de la division cellulaire. Lors de la fécondation de l’ovule par le spermatozoide, les mitochondries de l’ovule éliminent sans pitié les mitochondries du spermatozoide. La conséquence est que chaque cellule de votre corps possède des mitochondries identiques aux mitochondries de votre maman, tout comme le chromosome Y d’un fils est identique à  celui de son père. Et donc, la génétique des population s’appliquant tout aussi implacablement, nous descendons tous statistiquement d’une même femme, une Eve mitochondriale. Notons à  ce stade que le chromosome Y ou l’ADN mitochondrial ont pu muter au cours du temps dans une branche ou l’autre, ce qui assure malgré tout une certaine diversité génétique même si nous descendons tous d’un même homme ou d’une même femme.

(Attention, ce qui suit révèle des informations cruciales sur la fin de la série Battlestar Galactica)operahouse_inside.1237687271.jpg

La série Battlestar Galactica finit en beauté par l’arrivée de la flotte il y a 150 000 ans sur notre belle Terre, quelque part en Tanzanie. Là , ils découvrent une population humaine primitive, compatible génétiquement, et décident de s’y mêler. La séquence finale de la série, située dans New York de nos jours, révèle alors que Hera Agathon est en fait l’Eve mitochondriale de l’humanité actuelle. Grand mamie est donc une cylon !

Battlestar Galactica offre néanmoins un bon (ou mauvais) exemple du peu de signification de ces notions d’Eve et d’Adam. Car évidemment, Hera aura un mari dont descendront aussi tous les hommes. Et leurs enfants se marieront avec d’autres enfants d’autres personnes. Si l’ ADN mitochondrial issu d’Hera est présent dans toute la population actuelle, ce n’est probablement le cas d’aucun autre de ses allèles : pour chaque gène, le modèle de coalescence s’applique, et il y a donc en réalité autant d’Eve ou d’Adam (i.e. d’ancêtre dont nous partageons tous une copie de l’allèle) qu’il y a de gènes dans le génome. Se focaliser sur l’ADN mitochondrial ou sur le chromosome Y n’a pas plus de sens que de se focaliser sur le gène de l’insuline ou FOXP2. Hera est certes un beau symbole de la réconciliation, voire de la symbiose, entre humains et cylons, mais l’ironie de l’histoire est que l’ADN qu’elle laisse en héritage est plutôt primitif, puisque c’est celui d’un symbiote d’origine bactérienne.

En revanche, peut être que d’autres personnes de la flotte de Battlestar Galactica ont laissé un patrimoine génétique partagé par toute l’humanité, qui lui aurait été explicitement sélectionné. Si j’avais été un créateur de Battlestar Galactica, j’aurais pu imaginer que   l’allèle de microcephalin   apparu soudainement et mystérieusement il y a plusieurs dizaine de milliers d’années dans la population humaine serait venu par exemple du couple Caprica Six/Baltar …

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PS : oui, je sais, tous les prétextes sont bons pour moi pour parler de BSG…

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Tom Roud

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