Homo sapiens est apparu il y a environ 300 000 ans en Afrique, et depuis, il n’a jamais réellement cessé de changer et de s’adapter. L’évolution par la sélection naturelle, l’un des principes fondamentaux formalisé par Charles Darwin au XIXe siècle, est un processus qui ne fait aucune distinction entre les espèces, qu’elles soient vivantes ou disparues. Il s’applique à n’importe quelle population animale ou végétale confrontée à une pression environnementale suffisamment forte et durable. Survivent et se reproduisent davantage les individus dont les traits biologiques leur confèrent un avantage dans un environnement précis ; ces traits sont transmis aux générations suivantes, et c’est ainsi qu’une espèce se transforme.
Si ce tri sélectif s’opère sur des millions d’années, il existe néanmoins une exception sur le plateau tibétain. Une étude de Cynthia Beall, anthropologue à la Case Western Reserve University (États-Unis), publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences en octobre 2024 vient donner corps à ce que la théorie de l’évolution postulait sans pouvoir le mesurer à cette échelle. Selon elle, il s’agit d’un « cas avéré de sélection naturelle toujours à l’œuvre ».
Les hauts plateaux tibétains : 10 000 ans de sélection naturelle en accéléré
En moyenne, le plateau tibétain culmine à 4 500 mètres d’altitude ; à cette hauteur, la pression atmosphérique est si faible que l’air ambiant est beaucoup moins chargé en oxygène qu’au niveau de la mer. Même s’il est toujours constitué d’environ 21 % d’oxygène et de 78 % d’azote, les molécules de l’air (dont l’oxygène) sont beaucoup plus « écartées » les unes des autres, car l’écrasement exercé par les couches supérieures de l’atmosphère terrestre diminue.
C’est pourquoi les étrangers qui s’y aventurent, par exemple pour conquérir le Mont Everest, nécessitent un temps d’acclimation, le temps que leur organisme produise davantage de globules rouges pour compenser la faible concentration en oxygène de l’air. Sans cela, l’hypoxie s’installe et provoque des maux de tête, des nausées, une confusion mentale, et dans les cas les plus graves, un œdème cérébral ou pulmonaire qui peuvent être fatals.
Même si les plateaux tibétains sont peu peuplés (2 à 3 habitants par km2, en moyenne), des populations y vivent depuis plus de 10 000 ans et leur organisme n’a pas besoin de combattre l’altitude. Elle fait partie de leur patrimoine génétique au même titre que leur groupe sanguin ou la couleur de leurs yeux, bien qu’elle soit un facteur exogène.
La sélection naturelle, observable à l’œil nu
Une divergence particulière, que Beall et son équipe ont réussi à quantifier en suivant 417 femmes âgées de 46 à 86 ans, vivant au Népal à plus de 3 500 mètres d’altitude depuis leur naissance. Le critère d’évaluation qui a été retenu pour étudier le phénomène était celui du succès reproductif : combien d’enfants nés vivants chaque femme avait-elle eu au cours de sa vie ?
Une traduction concrète de ce que Darwin appelait la valeur sélective : les traits des femmes qui se reproduisent le plus sont ceux que la génération suivante héritera en priorité. Le nombre d’enfants variait considérablement d’une femme à l’autre : de zéro à quatorze, pour une moyenne de 5,2 naissances sur l’ensemble de la vie reproductive de chaque participante.
Les femmes ayant eu le plus d’enfants vivants partageaient le même profil : leur taux d’hémoglobine (la protéine des globules rouges qui transporte l’oxygène) se situait dans la moyenne du groupe, sans être particulièrement élevé ou particulièrement bas. En revanche, celle-ci était saturée en oxygène à un niveau nettement supérieur à celui des autres participantes, elle en transportait donc davantage à chaque trajet.
Leur débit sanguin dans leurs poumons était également plus important et leur ventricule gauche (chambre du cœur qui envoie le sang oxygéné dans tout le corps) bien plus large que la normale. Ensemble, ces trois traits leur permettent de distribuer davantage d’oxygène à leurs cellules sans que la concentration de globules rouges ne soit trop importante, ce qui densifierait le sang et compliquerait le travail mécanique du cœur.
« Comprendre comment ces populations s’adaptent nous donne une meilleure prise sur les processus de l’évolution humaine », conclut Beall. Les populations tibétaines étudiées ici sont aujourd’hui citées par les généticiens des populations comme l’exemple le plus rapide d’évolution adaptative humaine connu : certains des gènes impliqués dans la tolérance à l’hypoxie ont atteint leur fréquence actuelle en 3 000 ans à peine, soit environ 120 générations. Une durée si brève qu’elle place le plateau tibétain au rang des rares terrains où la sélection naturelle sur notre espèce est observable à l’échelle d’une civilisation.
- Des populations tibétaines ont évolué biologiquement pour mieux survivre à l’altitude extrême du plateau tibétain, montrant un cas unique de sélection naturelle en cours.
- Une étude révèle que ces populations présentent des adaptations spécifiques, comme un meilleur transport d’oxygène dans le sang, leur permettant de se reproduire efficacement à haute altitude.
- Ce phénomène d’évolution rapide, observé sur 10 000 ans, constitue un modèle précieux pour comprendre les processus d’évolution humaine.
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