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Comment l’agriculture a-t-elle transformé le génome de notre plus vieil ami, le chien ?


En étudiant des spécimens anciens de chiens européens et asiatiques, des chercheurs de l’Ecole normale supérieure de Lyon, du Muséum national d'histoire naturelle et de l'Institut de génétique et de développement de Rennes, révèlent que, contrairement à leur ancêtre le loup, les chiens ont acquis la capacité de digérer l’amidon à la suite de la duplication du gène Amy2B, il y a au moins 7000 ans. Cette aptitude coïncide avec une étape ancienne du développement de l’agriculture et reflète une adaptation à un changement alimentaire. Cette étude publiée le 9 novembre 2016 dans la revue Royal Society Open Science, constitue un exemple de co-évolution et reflète l’influence de la culture humaine sur le génome des premiers chiens.


L'agriculture n'a pas seulement révolutionné la société humaine, elle a également contribué à la transformation du génome de notre plus vieil ami, le chien. Cette nouvelle étude révèle, grâce à l’analyse de l’ADN extrait de restes archéologiques, qu’il y a 7000 ans, les chiens domestiqués les plus aptes à digérer l’amidon ont été privilégiés, en raison de la présence dans leur génome de copies supplémentaires du gène Amy2B. Cette adaptation leur a permis de rester à nos côtés, alors même que notre monde a changé. De plus, l'évolution génétique chez les chiens est parallèle à celle de l'homme : en effet avec l'émergence de l’agriculture, l’homme a mangé plus d’amidon, et les chiens, leur premiers compagnons domestiqués ont dû s'adapter à ce changement. 
Les découvertes qui ont motivé cette étude remontent à trois ans lorsque des chercheurs de l'université d'Uppsala en Suède ont mis en évidence que les chiens modernes possèdent de 4 à 34 copies du gène Amy2B qui code une enzyme dégradant l'amidon, alors que les loups en ont typiquement deux. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont déterminé quand ce changement génétique a pris place. Ils ont extrait de l'ADN ancien des os et des dents de nombreux (88) spécimens de chien collectés sur divers sites archéologiques en Eurasie, et ont pu obtenir des résultats pour 13 d’entre eux. Quatre des chiens anciens – provenant de Roumanie  (il y a 6500 ans), du Turkmenistan  et de France (il y a 4000 à 5000 ans) - possédaient plus de huit copies d’Amy2B. Parce que ces échantillons sont antérieurs à l’explosion du nombre de races de chiens au cours des deux derniers siècles, leurs conclusions écartent une origine moderne pour expliquer l'augmentation du nombre de copies. L'expansion du nombre de gène Amy2B a pu être datée à -7000 ans (Néolithique) et a probablement constitué un avantage adaptatif important pour les chiens qui ont pu se nourrir des déchets ou des restes des repas humains. Les chiens ont été domestiqués il y a plus de 15000 ans, et très probablement lors de multiples événements de domestication selon une précédente étude génétique (1). Aux premières étapes de la domestication, les chiens, en tant que compagnons de chasseurs-collecteurs, mangeaient surtout de la viande et du poisson. Le fait de pouvoir survivre grâce aux déchets alimentaires des humains a probablement permis aux chiens de se répandre à mesure que les populations humaines migraient à travers le monde. Puis, la révolution sociale et économique du Néolithique, la sédentarisation de l’homme et le développement de l’agriculture ont exercé de nouvelles formes de pression de sélection sur le génome du chien. Chez les humains, le nombre de copies de ce gène de l'amylase a d’ailleurs augmenté tout comme chez les chiens pendant la même période. 
Cette étude illustre les complémentarités au sein de l’approche multi-disciplinaire mise en place par les chercheurs qui ont réuni les compétences de l’archéozoologie, de la paléogénétique et de la génomique pour mener à bien leur projet. Les auteurs proposent qu'il puisse y avoir des parallèles semblables dans l'évolution du métabolisme, de l'immunité et des processus comportementaux chez les deux espèces, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives fructueuses aux chercheurs qui continuent de collecter et d’analyser leurs précieux échantillons d’ADN anciens.   

1. Frantz et al. Science. 2016 Jun 3;352(6290):1228-31


Figure : Crâne et mandibule de chien provenant du site néolithique de Bercy (Paris) (ca. 4000 av. J.-C.)

© J.-C. Domenech. Musée de l'Homme


 

En savoir plus

  • Amy2B copy number variation reveals starch diet adaptations in ancient European dogs.
    Morgane Ollivier, Anne Tresset, Fabiola Bastian, Laetitia Lagoutte, Erik Axelsson, Maja-Louise          Arendt, Adrian Bălăşescu, Marjan Marshour, Mikhail V. Sablin, Laure Salanova, Jean-Denis Vigne, Christophe Hitte, Catherine Hänni.
    R. Soc. open sci. 2016 3 160449; DOI: 10.1098/rsos.160449. Published 9 November 2016

     


Contact chercheur

  • Catherine Hänni
    Laboratoire d'écologie alpine (LECA)
    CNRS UMR5553 - Université Joseph Fourier Grenoble - Université Savoie Mont Blanc
    Bat. D - Biologie
    2233 Rue de la piscine BP 53
    38041 GRENOBLE CEDEX 9

    Tel: 04 76 51 42 78

 

  • Christophe Hitte
    Institut de Génétique et Développement de Rennes
    CNRS UMR6290 - Université Rennes 1
    Faculté de Médecine - CS 34317
    2 av du Professeur Léon Bernard
    35043 Rennes cedex

Tel: 02 23 23 47 77

 

 

Mise en ligne 21 novembre 2016

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