Comment la capacité à digérer le lactose s’est propagée chez l'homme
après des milliers d'années de consommation de lait
Les humains boivent du lait depuis des milliers d'années, mais il semble qu'ils le faisaient bien avant que la capacité de le digérer ne devienne répandue. Puis, il y a environ 2 000 ans, cette capacité est devenue courante en Europe, présentant un mystère aux chercheurs - pourquoi alors ? Maintenant, en analysant les données de santé, l'ADN ancien et les résidus de graisse de milliers de pots anciens, les scientifiques ont découvert ce qui a provoqué la propagation soudaine de cette caractéristique dans toute l’Europe.
Nature podcast
English transcript : How humans adapted to digest lactose — after thousands of years of milk drinking
Article de recherche : Evershed et al
News and Views : Le mystère de la consommation précoce de lait en Europe
TRADUCTION
Écoutez les dernières nouvelles scientifiques, avec Benjamin Thompson et Nick Petrić Howe.
Animateur : Nick Petrić Howe
Bienvenue à nouveau sur le podcast Nature. Cette semaine : comment boire du lait n'a pas nécessairement conduit à notre capacité à le digérer.
Il y a eu un long débat en archéologie sur le moment où les humains ont développé la capacité de digérer le lactose - l'un des ingrédients clés du lait. Mais maintenant, un article dans Nature a recueilli des restes de graisse dans des milliers de pots anciens pour essayer de trouver une réponse. Le journaliste Alex Lathbridge est ici avec plus d'informations.
Intervieweur : Alex Lathbridge
Qu'avez-vous pris au petit-déjeuner ce matin ? Si vous êtes comme moi, c'était des céréales, ou peut-être du yaourt, ou peut-être, si vous en avez envie, un peu de fromage sur du pain grillé. Donc, une matinée très lactée. Mais pour beaucoup de gens, ce ne serait pas un début de journée aussi agréable. Si vous êtes intolérant au lactose, cela signifie que vous n'avez pas l'enzyme lactase et que vous ne pouvez donc pas décomposer naturellement l'un des ingrédients clés du lait - le lactose - en sucres que vous pouvez ensuite digérer (note personnelle : le lactose est un disaccharide composé d’un galactose lié à un glucose. La lactase est une enzyme de la famille des 𝜷-galactosidases, qui coupe le lactose en galactose et en glucose, leur permettant d’être mieux absorbés au niveau de l’intestin grêle). Au lieu de cela, les bactéries font le travail (Note personnelle : les bactéries, principalement au niveau du colon, dégradent le lactose, mais en le transformant en acide lactique, ce qui provoque les crampes, avec libération d’hydrogène, ce qui provoque les ballonements), ce qui signifie des flatulences, de la diarrhée et des ballonnements. Fondamentalement, votre petit-déjeuner n'est pas une partie de plaisir. Et pendant des dizaines de milliers d'années, c'était la norme. Mais quelque part le long de la ligne du temps, certains humains ont développé une mutation dans un seul gène, qui a fait que la lactase présente lorsque vous êtes bébé persiste à l'âge adulte (note personnelle : chez tous les mammifères, les nouveaux nés sécrètent de la lactase, mais cette habilité à secréter cette lactase disparait avec le sevrage. Il en était aussi ainsi pour l’homme). Mais la question est pourquoi ?
Interviewé : Mark Thomas
Nous savions déjà que ce phénomène - la persistance de la lactase - avait été soumis à une sélection naturelle extrêmement forte, plus forte que tout autre caractère déterminé par un seul gène au cours des 10 000 dernières années, au moins chez les Européens mais aussi chez de nombreux Africains, au Moyen-Orient et en Asie du Sud. Nous savons que c'est le cas. C'est la base. Donc, maintenant, nous voulons expliquer cela.
Alex Lathbridge
Nous sommes avec Mark Thomas, généticien évolutionniste à l'University College de Londres. Il fait partie d'une équipe de chercheurs qui tentent d'expliquer pourquoi, au cours des 10 000 dernières années, les Européens ont développé cette importante mutation qui leur a permis de consommer du lactose à l'âge adulte. Ainsi, la première étape dans l'examen de cette mystérieuse mutation laiteuse consiste à comprendre quand les gens du passé ont commencé à élever du bétail et à consommer des produits laitiers.
Mark Thomas
Le bétail a été domestiqué au Moyen-Orient, il y a probablement environ 10 500 ans. Ainsi, lorsque ces agriculteurs se sont installés en Europe, ils ont amené leurs animaux domestiques avec eux. Et pendant longtemps, beaucoup de gens ont pensé que les gens gardaient ces animaux mais qu’ils ne les trayaient pas et que la consommation du lait était plus tardive. Et c'est là qu'intervient mon collègue de Bristol, Richard Evershed, qui est l'auteur principal de l'étude. Il a avec son équipe, développé ces techniques incroyables permettant d’extraire les résidus organiques des pots, et ensuite ils peuvent dire la différence entre les graisses provenant du lait, ou les graisses provenant de carcasses ou autres restes de certains animaux. Et ils ont amassé pas mal de données sur l'utilisation du lait au fil du temps, au cours des 9 000 dernières années en Europe. Ce qu'ils ont montré, c'est qu'il était là dès le début, qu'il a été consommé constamment. Cela change en quantité, de sorte que les gens semblent utiliser moins de lait ou plus de lait d'un moment à l'autre. Mais fondamentalement, c'est là, et c'est là depuis le début. Donc, maintenant, nous possédons cette image de l'évolution de l'utilisation du lait dans le temps et dans l’espace.
Alex Lathbridge
Ainsi, parallèlement à cette image cartographiant l'ancienne consommation de lait, ils ont prélevé d'anciens échantillons d'ADN disponibles dans toute l'Eurasie. À l'aide d'un modèle statistique, ils ont posé la question la plus simple : une consommation plus élevée de produits laitiers est-elle liée à une présence plus élevée de persistance de la lactase ? Ou en termes encore plus simples : plus de lait signifie-t-il plus de lactase ? La réponse ? Non, pas vraiment. Et cela a du sens. Parce que ce n'est pas comme si les pets, les ballonnements et les autres effets secondaires de la consommation de lait mettaient la vie en danger, ou en tous cas, ce n'est pas toujours le cas.
Mark Thomas
Dans des conditions de famine, la diarrhée peut passer d'un inconvénient à une condition mortelle. Et dans des conditions de famine, ce sont les conditions dans lesquelles ils seront plus susceptibles de boire du lait frais à haute teneur en lactose. Et donc, ils se donnent la diarrhée au moment où ils ne devraient vraiment pas l'avoir. Et c'est là qu'un autre collègue de Bristol, George Davey Smith, entre en jeu. Donc, George a cette très bonne idée que chez des personnes dépourvues de lactase, il n’y aurait pas beaucoup de morts, à moins qu'elles ne soient exposées à des agents pathogènes. Donc, lorsqu'ils sont exposés à des agents pathogènes, à cause de troubles intestinaux et du fait que boire du lait va leur donner, dans une certaine mesure, la diarrhée, c'est à ce moment-là que la sélection naturelle aurait été très forte. Nous avons donc ces deux idées liées selon lesquelles la famine et la maladie sont en fait les véritables facteurs qui conduisent à cette sélection naturelle turbocompressée sur la persistance de la lactase.
Alex Lathbridge
Mais comment relier cela à des choses qui se sont produites il y a des milliers d'années ? Parce que ce n'est pas comme si vous pouviez aller dans le passé profond et utiliser des données de recensement pour voir exactement quand une famine s'est produite. Eh bien, Mark et ses collègues ont trouvé un moyen de le comprendre.
Mark Thomas
Maintenant, heureusement, nous avons certaines données qui se rapproche de celles des archives archéologiques. Si nous examinons les dates au radiocarbone, nous pouvons avoir une idée de la façon dont les gens sont regroupés. Plus les personnes sont regroupées en termes d'espace de vie, plus elles sont susceptibles d'être exposées à des maladies infectieuses. Et aussi, nous pouvons avoir une idée du moment où les populations augmentent et diminuent. Et lorsque les populations cessent d'augmenter et commencent à diminuer rapidement, cela indique généralement une sorte d'exposition à la famine ou quelque chose comme ça. Donc, maintenant, nous pouvons mettre ces autres paramètres prédictifs, si vous voulez, de l'évolution de la lactase dans notre modèle, dans notre nouvelle approche statistique, et nous avons constaté qu'ils l'expliquent. Ils expliquent en fait que cela se corrèle mieux que l'utilisation du lait et que cela se corrèle mieux que de simplement supposer que la sélection était constante dans le temps. Ainsi, il semble que la sélection était plus forte dans des conditions de famine, et il semble que la sélection était plus forte lorsque les populations étaient plus regroupées, et donc plus exposées aux agents pathogènes.
Alex Lathbridge
Maintenant, cette étude s'est concentrée sur l'Europe, mais ce schéma de persistance de la lactase lié à la famine et à la maladie pourrait-il être aussi trouvé dans d'autres populations qui boivent du lait ?
Mark Thomas
C'est une très bonne question. Eh bien, la bonne réponse est : nous ne savons pas. Mais ces problèmes de famine et d'exposition aux maladies sont assez universels dans la préhistoire humaine, où que vous alliez. Donc, je ne serais pas surpris si, un jour, on découvrait que c'était le cas aussi en Afrique, au Moyen-Orient et en Asie du Sud. Il existe des données sur l'utilisation du lait, mais nous avons besoin de données ADN plus anciennes sur la fréquence de ces variantes génétiques persistantes de la lactase. Et l'un des facteurs qui influence fortement la survie de l'ADN dans les vieux os est la température. L'un des avantages de l'étude des populations eurasiennes, en particulier des populations du nord de l'Eurasie, est qu'elles ont tendance à être dans des environnements plus froids et que l'ADN a donc tendance à mieux survivre. Mais il existe d'anciennes données ADN de nombreuses populations africaines, et un jour nous en aurons assez et nous pourrons alors examiner cette question dans ces populations également.
Nick Petrić Howe
C'était Mark Thomas de l'University College de Londres ici au Royaume-Uni. Pour en savoir plus sur cette histoire, consultez l'article dans les notes de l'émission.