Validation de différents scénarios du peuplement humain à partir de données environnementales et génétiques

Mathias Currat, Nicolas RayLaurent Excoffier

Computational and Molecular Population Genetics Lab
Baltzerstrasse 6
3012 Bern
Switzerland
Fax: +41 31 631 48 88
Tel. secr. : +41 31 631 45 11

Collaboration: Jerôme Goudet, Jean-Michel Jaquet, Jonathan Adams, André Langaney.

La diversité génétique des populations humaines est étroitement liée à l'histoire démographique des populations, ainsi qu'à des évènements historiques tels que des colonisations et migrations. Ces derniers facteurs sont eux-mêmes dépendants des conditions environnementales prévalant au cours du Pleistocène. Dans le cadre de ce projet de recherche nous voulons modéliser les migrations et la démographie des hommes modernes dans l'ancien monde lors des 120 derniers milliers d'années, en tenant compte des fluctuations environnementales connues qui se reflètent par exemple dans des changements de type de végétation. 

Nous simulons un mode fait de 15'000 cellules de 10'000 km2 (100km x 100km). Nous tenons compte de diverses variables environnementales telles que les paléovégétations, la topographie, le contour des océans ou l'hydrographie. Pour chaque cellule, nous transformons les données environnementales en deux types d'information directement utilisable pour nos simulations: la friction de la cellule, qui exprime la difficulté de migrer à travers cette cellule, et la capacité de soutien de la cellule qui indique le nombre maximum d'individus qui peut être accueillis dans cette cellule. Nous avons aussi développé un modèle de migration dépendant de la densité et de la friction des cellules. Ceci nous permet de simuler un processus de colonisation de l'ancien monde à partir d'une source géographique quelconque pendant un nombre arbitraire de génération.  

 

A chaque génération nous enregistrons la densité de chaque cellule, ainsi que le nombre d’immigrants arrivés dans la cellule à partir de cellules voisines. 
Ces information nous sont ensuite utiles pour simuler un processus de coalescence et ainsi générer la diversité moléculaire attendue dans un ou plusieurs échantillons prélevés à certains endroits géographiques. 

La comparaison des données moléculaires observées et les données simulées devrait nous permettre de : 

  1. Trouver des paramètres de friction, de migration, et de capacité de soutien les plus vraisemblables 
  2. Valider différents scénarios de peuplement humain (une ou plusieurs origines des hommes modernes), et dans le cas d’une origine unique, de trouver l’emplacement géographique de ce lieu d’origine
Nous comptons par la suite étendre ce projet à d’autres espèces pour lesquelles nous disposons d’information sur les capacités de dispersions et les densités d’individus dans différents environnements.

Ce projet est soutenu par une bourse du Fond National suisse pour la Recherche Scientifique  No 31-054059.98