La morphologie comme alternative à l’analyse génétique

À l’aide de méthodes assistées par ordinateur, les plus grandes bases de données disponibles ont été utilisées pour examiner dans quelle mesure la diversité génétique mondiale des humains se reflète dans la structure et la forme, la soi-disant morphologie, des différents éléments du squelette. L’équipe a obtenu les meilleurs résultats en comparant des éléments spécifiques de la dentition et du crâne, mais avec des pondérations différentes. Les nouveaux résultats peuvent être utilisés dans des enquêtes archéologiques et médico-légales lorsque l’analyse de l’ADN n’est pas possible. L’étude a été publiée dans la revue PNAS Nexus.

Caractéristiques avec différentes pondérations

La morphologie du squelette humain est très variable et diffère à la fois entre les individus et entre les populations du monde entier. Cette diversité a évolué à la suite d’interactions complexes de diverses forces évolutives sur une longue période de temps. « Les biologistes évolutionnistes divisent ces forces en deux processus distincts. Un processus neutre décrit le processus par lequel les mutations produisent une nouvelle diversité qui n’offre aucun avantage ou inconvénient direct aux individus affectés. Cette nouvelle diversité augmente ou disparaît de manière aléatoire en raison de ce qu’on appelle la dérive génétique au sein d’une population », explique Hannes Rathmann. “D’autre part, il existe des processus non neutres qui décrivent, par exemple, le processus par lequel les mutations affectent l’aptitude d’un individu. Les individus affectés peuvent alors s’adapter mieux ou moins bien aux facteurs environnementaux. « Afin de tirer des conclusions détaillées sur les relations familiales, selon le scientifique, seuls les éléments squelettiques qui se sont développés par des processus neutres doivent être utilisés.

Dans l’étude, l’équipe s’est concentrée sur la dentition et le crâne, dont les structures sont considérées comme étant principalement développées par des processus neutres. “Contrairement aux hypothèses précédentes, toutes les caractéristiques des dents et du crâne ne reflètent pas de manière fiable le code génétique sous-jacent, certaines sont bien mieux adaptées que d’autres”, rapporte Rathmann. Des caractéristiques morphologiques plus petites sur les dents, telles que les motifs de rainures dans les couronnes, le nombre et la taille des cuspides, la forme des racines et la présence ou l’absence de dents de sagesse se sont révélées particulièrement adaptées. “Cependant, nous avons obtenu les meilleurs résultats, presque identiques à une analyse classique des relations génétiques, lorsque nous avons inclus toutes les caractéristiques du crâne et de la dentition sous une forme intégrée”, rapporte-t-il.

Alternative non destructive

Katerina Harvati, auteur principal de l’étude, ajoute : « Les résultats font progresser notre compréhension des origines de la diversité du squelette humain. Ils sont également prometteurs pour une utilisation dans les enquêtes archéologiques et médico-légales. » L’analyse génétique n’est souvent possible que dans une mesure très limitée si l’ADN est mal conservé. C’est souvent le cas des os très anciens ou de ceux qui ont été exposés à un climat chaud. Les os devraient également être endommagés pour l’analyse de l’ADN, ce qui est souvent hors de question dans le cas de matériaux fragiles ou de trouvailles rares. “Dans de tels cas, l’examen non destructif du crâne et de la dentition est une alternative précieuse, par exemple pour reconstruire l’histoire de la population passée ou l’ascendance humaine dans des contextes archéologiques ou pour créer des profils familiaux en médecine légale.”