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Pourquoi mangeons-nous du lait ?

Si vous êtes  choqués par cette publicité, c’est bien normal : elle est en effet hautement discriminatoire, mettant en scène de jeunes mutants qui s’amusent à boire une substance qui cause des ennuis gastriques à 65 % de l’humanité, à savoir, le lait.
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Si vous êtes  choqués par cette publicité, c’est bien normal : elle est en effet hautement discriminatoire, mettant en scène de jeunes mutants qui s’amusent à boire une substance qui cause des ennuis gastriques à 65 % de l’humanité, à savoir, le lait.

La majorité des humains (comme la totalité des autres mammifères) perd en effet la capacité à digérer le lait à l’âge adulte. Petit bébé devenu grand ne peut plus produire l’enzyme appelée lactase nécessaire  à la digestion du lactose. D’un point de vue évolutif, c’est parfaitement cohérent : perdre la capacité à digérer le lait favorise le sevrage et assure que les petits mammifères n’aient pas l’idée de jouer les Tanguy et de s’incruster trop longtemps contre le sein de maman….

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La carte ci-dessus représente la proportion de la population humaine capable de digérer le lait (on dit tolérant au lactose). On voit bien trois pôles :

  • l’Europe, avec une tolérance d’autant plus importante vers le Nord
  • l’Afrique de l’Ouest
  • le Moyen-Orient

On sait depuis les années 70 que la tolérance au lactose est héréditaire, a une origine génétique, et est un allèle dominant. Chez les Européens, l’allèle permettant la tolérance au lactose porte le doux nom de  ?13910*T  (le 13910 est une position sur le génome et le T indique qu’un nucléotide C est devenu T chez les mutants)Seulement, cet allèle est virtuellement absent hors des populations d’origine européennes : la tolérance au lactose chez les populations non européennes est due à d’autres mutations génétiques, à des positions sur le génome proches mais différentes. Au Kenya, la  mutation est à la position 14010, au Moyen-Orient, à la position 13915, etc…  En fait, il existe plus de dix allèles différents conférant la tolérance au lactose. Du coup, cela suggère assez fortement que la tolérance au lactose est apparue plusieurs fois au cours de l’évolution humaine, de façon indépendante. Reste la question : pourquoi la tolérance au lactose est-elle apparue ?  Quel est l’avantage évolutif d’une telle tolérance ?

Il y a 30 ans, Simmons et McCracken ont suggéré que la tolérance au lactose a coévolué avec l’élevage. L’idée est simple : dans les sociétés pastorales élevant des animaux, les hommes pouvant digérer le lait disposaient de facto d’une source de nourriture supplémentaire et avaient donc un avantage sélectif. Et la corrélation entre société d’élevage et tolérance au lactose existe effectivement, mais n’est pas absolue (Notons à ce stade que les produits fermentés comme les yaourts et les fromages sont moins riches en lactose et peuvent donc être mangés par des individus lactose intolérants dans des sociétés pastorales) .

En 1997, Holden et Mace ont utilisé des analyses statistiques du génome pour examiner les rapports entre élevage et tolérance au lactose. Ils ont mis en évidence que la tolérance au lactose n’a pas évolué avant l’apparition de l’élevage, et ont confirmé le scénario “culturel” d’apparition de la tolérance au lactose par coévolution avec l’apparition de l’élevage.

Mais une étude récente de Gerbault et al. parue dans PloS One révèle que la tolérance au lactose en Europe pourrait être apparue pour une autre raison.

Il se trouve en effet que le lactose peut avoir une autre fonction que purement “nutritionnelle”. Le lactose a la propriété d’aider à l’assimilation du calcium du lait, en lieu et place de la vitamine D.

La source majeure de vitamine D pour les hommes est  le rayonnement solaire qui en stimule la production dans les cellules de la peau. En Afrique, pas de problème, il y a plein de soleil, les hommes peuvent produire plein de vitamines. En Europe en revanche, l’ensoleillement est bien moindre, et c’est d’ailleurs l’une des raisons pour lesquelles la couleur de peau blanche a peut-être été sélectionnée en Europe (pour laisser passer plus de rayonnement solaire au niveau de la peau et produire plus de vitamine D).

Du coup, si le bénéfice évolutif du lactose est de se substituer à la vitamine D, on s’attend à ce que les populations dans les pays les moins exposés au soleil soient les plus tolérantes au lactose. C’est effectivement ce qu’on voit sur la figure ci-dessus : quasiment 100% des Européens du Nord sont tolérants, et plus on va vers le Sud, plus la proportion d’Européens intolérants augmente.

Cela dit, Gerbeault et al. ont voulu tester cette hypothèse plus précisément, et notamment exclure un effet de dérive génétique, dû à un appauvrissement du génome du fait des migrations (comme expliqué dans ce billet). Ils ont mené une série de simulations informatiques pour “modéliser” l’évolution des populations européennes. Ils ont simulé à la fois la dérive génétique issue des migrations et un avantage sélectif éventuel dû à la tolérance au lactose. La conclusion est sans appel : le fait que quasiment 100% des Européens du Nord soient tolérants au lactose ne peut s’expliquer que par un avantage sélectif. Gerbeault et al. l’estiment à environ 2 % (i.e. une population tolérante au lactose avait historiquement un taux de croissance  environ 2 % supérieur à une population intolérante au lactose en Europe du Nord).

En Afrique, il n’y a pas de corrélation entre tolérance au lactose et ensoleillement. L’hypothèse de coévolution entre élevage et tolérance au lactose tient donc toujours.

En résumé, la tolérance au lactose a donc probablement eu de multiples origines évolutives :

  • en Europe, le lactose a offert un avantage sélectif pour à assimiler le calcium du lait en lieu et place de la vitamine D
  • en Afrique, le lait a “simplement” offert une source de nutriments supplémentaires.

Une illustration intéressante de la richesse et de la complexité de l’évolution : une convergence évolutive (tolérance au lactose) peut être due à des mutations différentes, elles-mêmes sélectionnées pour des raisons différentes …

Références :

Ce billet de Denim and Tweed sur les travaux de Gerbeault et al.

Un article intéressant de Seed récapitulant les discussions sur l’origine de la tolérance au lactose

L’article de Gerbeault et al. sur Plos ONE (accès libre, on peut même commenter).

Lactose digestion and the evolutionary genetics of lactase persistence, Catherine J. E. Ingram et al., Human Genetics, 2008, dont est tirée l’illustration

(Billet dédié à tous les mangeurs de lait, grands mais surtout tous petits…).

À propos de l'auteur

Tom Roud

Blogger scientifique zombie