Projet ANR-15-CE32-0009 – METHIS : Influence de l'histoire des métissages sur l'évolution génétique des populations hybrides
Programme : Défi de tous les savoirs (DS10) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Paul Verdu (Laboratoire Eco-anthropologie et Ethnobiologie)
Montant : 278676.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : L’étude de la diversité génétique des populations hybrides chez de nombreuses espèces végétales et animales, y compris chez l’homme, a permis aux généticiens des populations de reconstruire les migrations passées, détecter les signatures de sélection naturelle et identifier les gènes associés à des phénotypes d'intérêt. La plupart de ces études considèrent un cadre statistique simple pour décrire la structure génétique des populations hybrides et évaluer l'influence du métissage sur leur diversité génétique. Cependant, ces modèles statistiques sont, par essence, incapables de tenir compte de la complexité connue des processus de métissage. Par exemple, dans le cas de la conservation, des programmes de restauration de populations impliquent souvent des métissages complexes, basés sur des introductions récurrentes d’individus et leur hybridation avec les populations préexistantes. Chez l’homme, des populations isolées se sont rencontrées au cours de l’histoire suite aux vagues de colonisation, aux déplacements forcés et aux migrations. Enfin, les métissages entre communautés sont déterminés par les règles socioculturelles sur les mariages en présence de conflits ou de discriminations ethniques, d'esclavage, de systèmes de castes ou de clans.
En l'absence de modèles réalistes, les généticiens des populations ne peuvent pas reconstituer l’histoire des métissages à partir de données génétiques, ni même comprendre et prédire comment le processus de métissage lui-même influence la diversité génétique des populations hybrides. Pour combler ces lacunes, nous avons récemment publié un modèle analytique de métissage considérant plusieurs populations sources contribuant au patrimoine génétique d'une population hybride à des taux variables au fil du temps. Théoriquement, nous avons démontré que ce modèle permet de reconstruire les histoires des métissages complexes à partir des données génétiques.
Le projet METHIS vise à développer un nouveau cadre méthodologique pour étudier, reconstruire et prédire la façon dont ces histoires des métissages complexes affectent la diversité génétique et l’évolution des populations hybrides. Nous commencerons par améliorer notre modèle, en y incorporant certaines forces comme l'homogamie et la sélection naturelle, souvent négligées bien qu’elles influencent la diversité génétique des populations hybrides. Cela améliorera nos inférences et élargira nos champs d’applications. Nous développerons ensuite de nouveaux outils informatiques afin d’appliquer ces modèles théoriques à l'étude des données génétiques des populations hybrides. Ainsi, nous développerons un simulateur de données génétiques sous nos modèles de métissage complexe, prédisant la diversité génétique attendue pour des scénarios d'intérêt. Ce nouveau simulateur sera ensuite couplé avec des méthodes d’Approximate Bayesian Computations, spécifiquement adaptées pour estimer, à partir de données génétiques, les paramètres des modèles de métissage complexe ayant donné naissance aux populations hybrides étudiées.
Nous appliquerons ces nouveaux outils à deux cas d’étude. Le premier concerne Arenaria grandiflora, une plante soumise depuis 1999 à un programme de réintroduction visant à restaurer cette espèce en forêt de Fontainebleau où elle est en voie d’extinction. Nous allons reconstruire et prédire l'influence des métissages sur la survie et l'adaptation de cette plante à l’aide des données génétiques disponibles. Le deuxième cas concerne l’histoire récente des métissages humains. Nous générerons de nouvelles données génétiques à l’échelle du génome entier chez 400 individus du Cap-Vert. En fusionnant ces nouvelles données avec celles disponibles pour des populations africaines, européennes, américaines et caribéennes, nous pourrons reconstruire et étudier l’influence des différentes histoires de métissage sur la diversité génomique de ces populations héritières, de chaque côté de l'Atlantique, de la colonisation européenne et du commerce triangulaire.