Pourquoi les humains se ressemblent si peu : la peau, l'altitude et le lait

Dans son bureau de l'université de Penn State, au début des années 2000, l'anthropologue Nina Jablonski faisait quelque chose de trompeusement simple. Elle a pris des mesures de réflectance cutanée, relevées auprès de populations autochtones du monde entier, et les a reportées sur des cartes satellites indiquant la quantité de lumière ultraviolette qui frappe réellement le sol à chaque endroit. Ce qui en est ressorti n'était pas un nuage confus de points, mais une ligne nette et inclinée. L'intensité de la lumière solaire en un lieu prédit la couleur de peau des gens qui y vivent depuis de nombreuses générations, avec une précision rare en biologie humaine. Comme Jablonski l'a elle-même formulé, la couleur de peau est l'un des exemples les plus frappants dont nous disposons de sélection naturelle agissant sur le corps humain visible.

Ce simple nuage de points accomplit une chose discrète et radicale. Il prend l'un des traits les plus chargés de sens social, le trait que la science raciale du dix-neuvième siècle traitait comme la clé maîtresse de la différence humaine, et l'explique comme un thermostat répondant à un faisceau de lumière. Cet article pose la question qui suit naturellement. Si la race n'est pas une catégorie biologique pertinente, et un siècle de génétique des populations affirme fermement qu'elle ne l'est pas, alors à quoi ressemble réellement la véritable variation humaine ? La réponse passe par trois petites études de cas concrètes : la couleur de la peau, les poumons des habitants des montagnes et la capacité à boire un verre de lait.

Une variation par gradients, non par cases

Le point de départ est une distinction qui semble abstraite mais qui se révèle être tout l'enjeu. La variation biologique humaine est réelle, abondante et bien documentée. Ce qu'elle n'est pas, c'est catégorielle. La variation est clinale, ce qui signifie qu'elle change progressivement à travers la géographie plutôt que de sauter par paliers discrets aux frontières continentales. La couleur de peau ne bascule pas d'une valeur à une autre quand on franchit une côte ; elle se nuance presque imperceptiblement à mesure que l'on marche de l'équateur vers les pôles. Il en va de même de presque tous les traits dès que l'on regarde de près.

Et surtout, la variation se fait aussi trait par trait. La couleur de peau suit un gradient, les proportions corporelles en suivent un autre, les fréquences des groupes sanguins en suivent un troisième, et ces gradients ne se superposent pas. Une ligne tracée pour séparer les populations selon la pigmentation de la peau découpera des groupes complètement différents de ceux que tracerait une ligne fondée, disons, sur la résistance au paludisme ou la forme des voies nasales. Voilà pourquoi savoir où quelqu'un se situe sur un cline ne vous dit presque rien sur l'endroit où il se situe sur un autre. Les cases que l'ancienne science raciale tentait de tracer autour de l'humanité supposaient que les traits voyagent ensemble, par paquets. Ce n'est pas le cas. Ils se dispersent, et ils se dispersent indépendamment.

Bien avant que les satellites ne puissent mesurer directement l'exposition aux ultraviolets, des chercheurs cartographiaient déjà ce gradient à la main. En 1969, un nuage de points aujourd'hui célèbre mettait en relation la réflectance cutanée des populations autochtones avec la latitude à l'échelle du globe, et la relation était visible même avec les outils rudimentaires de l'époque. Jablonski et son collègue George Chaplin ont affiné ce tableau de façon spectaculaire en 2000, en réunissant des données de réflectance issues de 191 populations et en les confrontant aux mesures satellites de la NASA des UV au niveau du sol. L'intuition dessinée à la main des années 1960 est devenue un modèle quantitatif.

La couleur de peau, un curseur entre deux dangers

Alors pourquoi la lumière solaire fixe-t-elle la couleur de peau, au fond ? Le modèle de Jablonski et Chaplin traite le pigment de notre peau comme un compromis ajustable entre deux pressions concurrentes, qui font toutes deux intervenir la lumière solaire et qui peuvent toutes deux vous nuire. Le pigment qui assure cet ajustement est la mélanine, la molécule sombre qui absorbe et disperse le rayonnement ultraviolet avant qu'il n'atteigne les tissus plus profonds.

La première pression pousse vers une peau plus foncée. La lumière ultraviolette, à forte dose, détruit le folate, une vitamine B essentielle à la fabrication de nouvelles cellules et au bon développement du fœtus. Les populations vivant sous le soleil intense de l'équateur subissent une forte sélection en faveur de la protection de leurs réserves de folate, et une mélanine abondante fait exactement cela, en agissant comme un écran solaire intégré. La seconde pression pousse dans l'autre sens. Le corps fabrique de la vitamine D en utilisant la lumière ultraviolette comme déclencheur, et la vitamine D est nécessaire pour absorber le calcium et construire l'os. Sous le soleil faible et oblique des hautes latitudes, trop de mélanine bloquerait le peu d'UV disponible et priverait le corps de vitamine D, conduisant à une carence. Le résultat est un numéro d'équilibriste. Près de l'équateur, la menace sur le folate domine et la sélection favorise une peau foncée ; loin de l'équateur, la menace sur la vitamine D domine et la sélection favorise une peau plus claire qui laisse passer les rares UV. La mélanine n'est rien d'autre que le curseur qui trouve le point de fonctionnement pour une dose de soleil donnée. Le cline que vous voyez sur une carte de la couleur de peau humaine est la trace visible de ce compromis, répété à chaque latitude.

Trois populations, trois réponses à l'air raréfié

Si la couleur de peau montre comment une seule pression environnementale façonne un seul trait, l'adaptation à la haute altitude montre quelque chose d'encore plus saisissant : que l'évolution peut résoudre le même problème par des voies véritablement différentes. Vivre en permanence au-dessus de 3 500 mètres environ est physiologiquement brutal, parce que l'air raréfié délivre bien moins d'oxygène à chaque respiration. Trois groupes d'humains se sont installés à de telles hauteurs depuis des milliers d'années, les Tibétains du plateau himalayen, les peuples andins des hautes terres d'Amérique du Sud et les populations des hauts plateaux d'Éthiopie, et lorsque des chercheurs ont examiné comment leur corps s'en accommode, ils n'ont pas trouvé une seule solution commune. Ils en ont trouvé trois.

Les Tibétains gèrent le manque d'oxygène sans épaissir considérablement leur sang, en partie grâce à une variante d'un gène appelé EPAS1 qui régule la réponse du corps au manque d'oxygène. Le schéma andin a l'air différent, s'appuyant davantage sur des modifications de la capacité de transport de l'oxygène. Les habitants des hauts plateaux éthiopiens présentent encore un autre profil physiologique, et les signaux génétiques pointent là vers d'autres gènes encore. Trois populations, trois voies indépendantes vers la même fin. L'histoire tibétaine porte en elle une remarquable singularité : l'allèle bénéfique d'EPAS1 n'a pas été inventé de toutes pièces chez les humains modernes, mais hérité par métissage avec les Dénisoviens, un groupe humain archaïque, puis favorisé par la sélection une fois que les Tibétains sont montés sur le plateau. Un morceau du génome de quelqu'un d'autre, vieux de dizaines de milliers d'années, est devenu la clé pour respirer dans les lieux habités les plus élevés de la Terre.

Boire du lait, une faculté apparue plus d'une fois

La troisième étude de cas est celle que vous pouvez tester à votre propre table du petit déjeuner. La plupart des mammifères adultes, et la plupart des humains adultes au fil de l'histoire, cessent de produire l'enzyme qui digère le lactose, le sucre du lait, une fois sevrés. La capacité à continuer d'en produire jusqu'à l'âge adulte, appelée persistance de la lactase, est l'exception, et elle est récente. Elle est apparue au moins trois fois séparément au cours des sept derniers millénaires environ, chaque fois aux côtés d'une culture qui avait commencé à élever des animaux laitiers.

Les agriculteurs du nord de l'Europe portent une variante régulatrice près du gène de la lactase. Les pasteurs nilotiques d'Afrique de l'Est, dont la vie tourne autour du bétail, en portent une autre. Les éleveurs de chameaux d'Arabie en portent encore une autre. Trois populations, trois changements génétiques distincts, tous situés près du même gène et produisant tous le même résultat, la capacité à digérer le lait frais à l'âge adulte. C'est de l'évolution convergente prise sur le fait, et c'est aussi un exemple frappant de culture orientant la biologie. Le changement génétique n'a pas créé l'habitude de boire du lait ; l'habitude d'élever des animaux laitiers a créé la pression sélective qui a favorisé le changement génétique. Là où l'élevage laitier s'est répandu, la tolérance au lait a suivi, et elle a suivi par des chemins moléculaires différents selon les lieux.

Pourquoi rien de tout cela ne ramène la race

Il est tentant de regarder des gradients nets et des solutions convergentes et d'en conclure qu'ils réhabilitent finalement les anciennes catégories, qu'on tient là enfin la biologie sous la race. Ce n'est pas le cas, et les trois études de cas montrent précisément pourquoi. Remarquez le schéma qu'elles partagent. Chaque adaptation est locale, façonnée par un environnement précis. Chacune est récente, ayant surgi au cours des derniers milliers à dizaines de milliers d'années. Chacune est apparue plus d'une fois, par des voies différentes selon les lieux. Et aucune d'elles ne s'aligne sur les frontières d'une quelconque catégorie raciale.

Les traits ne covarient pas. Une peau foncée ne prédit pas la persistance de la lactase ; l'adaptation à la haute altitude ne suit pas la couleur de peau ; le cline d'un trait croise le cline d'un autre sous tous les angles. La valeur d'une personne sur le gradient de pigmentation de la peau ne vous donne pour ainsi dire aucune information sur l'endroit où elle se situe sur le gradient du lactose ou celui de l'altitude. Les gradients courent dans des directions différentes et regroupent des populations différentes selon le trait que vous choisissez. C'est là le cœur de la question. La véritable variation biologique, loin de sauver les cases raciales, les dissout, parce que la variation refuse de trier deux fois les mêmes gens de la même manière.

Il est utile de se rappeler à quel point tout cela est récent. Presque toute la variation à l'échelle des populations que la science raciale du dix-neuvième siècle tentait de systématiser est apparue au cours des cinquante derniers millénaires, après que les humains modernes se sont dispersés hors d'Afrique et ont rencontré de nouveaux climats, de nouvelles altitudes et de nouveaux régimes alimentaires. À l'échelle de l'évolution humaine, qui remonte à des centaines de milliers d'années, ces différences sont toutes neuves, une couche mince et récente déposée sur un héritage profondément partagé.

Des corps façonnés après la naissance, et une ascendance toujours mêlée

Deux derniers éléments complètent le tableau, et tous deux s'opposent à toute idée de types fixes et purs. Le premier est que les gènes ne sont pas la seule chose à façonner un corps. Le corps humain répond à son environnement de développement, surtout au début de la vie. Les travaux de David Barker dans les années 1980 ont montré que la nutrition dans l'utérus et durant la petite enfance influence le risque de maladies de l'adulte comme les maladies cardiaques et le diabète, et nous comprenons désormais une partie du mécanisme grâce à l'épigénétique, ces marques chimiques qui ajustent la façon dont les gènes sont lus et qui peuvent transmettre un signal environnemental d'une génération de cellules à l'autre. Deux personnes au génome semblable peuvent développer des corps mesurablement différents selon les conditions de leur croissance précoce. Le corps est plastique, il n'est pas moulé dans une forme fixe.

Le second est que, lorsque les généticiens lisent réellement des génomes entiers, les populations prétendument pures de l'ancienne science raciale se révèlent profondément mêlées. Les méthodes d'ascendance pangénomique révèlent régulièrement du métissage là où les anciennes catégories n'en prévoyaient aucun. En 2017, des travaux menés par Pontus Skoglund ont documenté une composante d'ascendance archaïque dans des populations d'Afrique de l'Ouest, l'apport d'une lignée humaine profondément divergente qu'aucune case continentale n'avait anticipée. Tout le monde, examiné d'assez près, est un mélange. Il n'existe aucune ligne génomique que l'on puisse tracer pour partager nettement l'humanité dans les catégories du dix-neuvième siècle, parce que les données sous ces catégories sont graduelles, récentes, convergentes, plastiques et métissées de bout en bout.

À retenir

La variation biologique humaine est réelle et bien documentée, mais elle ne ressemble en rien à la race : elle est clinale plutôt que catégorielle, organisée trait par trait en gradients qui ne se superposent pas, et presque toute est apparue au cours des cinquante derniers millénaires. La couleur de peau est un curseur de mélanine équilibrant deux dangers liés à la lumière solaire, la destruction du folate sous de forts UV et la perte de vitamine D sous de faibles UV, ce qui produit un net gradient de latitude. L'adaptation à la haute altitude chez les populations tibétaines, andines et éthiopiennes montre le même problème résolu de trois façons indépendantes, la variante tibétaine d'EPAS1 étant héritée des Dénisoviens. La persistance de la lactase est apparue au moins trois fois séparément au cours des sept derniers millénaires chez les peuples éleveurs de bétail laitier, un cas de culture pilotant la biologie. Aucun de ces traits ne covarie, aucun ne s'aligne sur les frontières continentales, et votre position sur un cline ne vous dit presque rien sur un autre. Ajoutez à cela la plasticité du développement, où l'environnement du début de la vie façonne la santé adulte par des mécanismes épigénétiques, et l'ascendance pangénomique qui montre que toute population est métissée, et la conclusion est ferme : la véritable variation humaine ne restaure pas les catégories raciales, elle les dissout.