On descend tous de Charlemagne (Plongée dans notre généalogie).

Alors ce n’est pas un article pour essayer de vous vendre un abonnement à un site de généalogie ou un test génétique…et le titre ne ment pas. Vous, moi, et tous ceux qui ont au moins un grand-parent né en Europe, descendons de Charlemagne. 

Dans cet article, on va parler de MRCA pour Most Recent Common Ancestor, ce qui se traduit en français par l’Ancêtre Commun le Plus Récent. C’est-à-dire le premier individu dans le passé qui figure dans l’arbre généalogique de tout le monde.

Mais si on remonte encore plus dans le temps, on tombe sur quelque chose de bien plus vertigineux encore : tous les humains vivant aujourd’hui descendent de tous les individus vivants à une époque dont la lignée a survécu. On nommera cette époque le point des ancêtres identiques, IAP (pour Identical Ancestors Point). Et accrochez-vous, car elle remonte à peine à quelques milliers d’années (si vous êtes un peu perdu, j’ai mis les définitions à la fin de l’article).

Aujourd’hui, je vais faire exploser votre arbre généalogique en utilisant les mathématiques, la physique statistique et la génomique pour découvrir comment, au sens le plus littéral du terme, l’humanité ne forme qu’une seule et immense famille. 

Partons du plus simple : votre arbre généalogique.

Vous avez 2 parents. 4 grands-parents. 8 arrière-grands-parents. 16 à la 4e génération…  À chaque génération, on multiplie par deux. L’évolution est exponentielle ! Une génération dure environ 25 à 30 ans. Donc 40 générations nous ramènent à l’an 800, l’époque de Charlemagne. Et 2 à la puissance 40, ça donne mille milliards d’ancêtres théoriques (1 099 511 627 776), pour seulement une personne (ou 2 ou 3 si vous avez des frères et sœurs) ! 

Sauf qu’il n’y avait sur terre à cette époque qu’entre 200 et 250 millions d’habitants et 30 millions en Europe…

La contradiction saute aux yeux et porte un nom : l’effondrement généalogique, pedigree collapse en anglais. En général, quand on pense généalogie, on pense à des arbres bien ordonnés. Alors qu’ils ressemblent en fait plutôt à des réseaux. Nos ancêtres reviennent plusieurs fois dans nos lignées, par des chemins différents, parce que dans une population finie, c’est inévitable.

Un exemple concret ? Le Québec.

La province a été colonisée à partir du XVIIe siècle par un nombre limité de fondateurs — quelques milliers d’individus tout au plus. La généticienne Évelyne Heyer et son équipe ont remonté les généalogies de centaines de Québécois du Saguenay–Lac-Saint-Jean, et ont constaté que toutes convergent vers les mêmes 50 fondateurs présents dans l’arbre généalogique de la quasi-totalité des habitants de la région.

Et ces 50 individus ne figurent pas une fois dans chaque arbre. Ils y reviennent des dizaines de fois, par des chemins différents. Zacharie Cloutier et sa femme Xainte Dupont apparaissent dans 81 % des généalogies des Québécois mariés dans les années 1930 et sont comptés jusqu’à 50 fois dans un même arbre. Pierre Tremblay, marié à Québec en 1657, détient le record : 92 apparitions dans une seule généalogie !!

Et si vous pensez que cette consanguinité généalogique ne concerne qu’une région isolée, détrompez-vous. Par exemple Madonna et Céline Dion descendent toutes les deux de ce fameux Zacharie Cloutier. Elles sont cousines ! Tout comme Justin Bieber ou Ryan Gosling, qui partagent aussi cet ancêtre !

C’est l’effondrement généalogique à l’œuvre. Et c’est normal. Plus on remonte le temps, moins il y a d’habitants. Et surtout, compte tenu de la forte mortalité historique, il y a encore moins d’habitants qui ont laissé une descendance jusqu’à aujourd’hui… 

Pour formaliser ce phénomène à plus grande échelle, il faut se tourner vers les mathématiques (coucou Cyrille !). En 2000, le physicien Bernard Derrida et ses collègues Susanna Manrubia et Damián Zanette ont formalisé ce mécanisme mathématiquement dans le Journal of Theoretical Biology. Leur résultat est frappant : dans une population fermée, seulement 80 % des individus d’une génération passée figurent dans les arbres généalogiques actuels. Les 20 % restants ont des lignées entièrement éteintes, ils n’ont aucun descendant aujourd’hui. Et passé un certain seuil dans le temps, les arbres généalogiques de deux individus commencent à se croiser. C’est le tout premier point de contact : le MRCA .

C’est ce seuil qui nous intéresse. Le MRCA, Most Recent Common Ancestor, en français, l’ancêtre commun le plus récent. C’est le premier individu, en remontant dans le temps, qui figure dans l’arbre généalogique de tout le monde.

Donc, à quand remonte ce MRCA ? D’abord pour l’Europe. Puis pour l’humanité entière. Et c’est là que nous allons parler de Charlemagne…

Le MRCA

En Europe, tous nos ancêtres communs ont vécu entre 1 200 et 2 000 ans environ. Tout individu de cette époque qui a laissé au moins un descendant jusqu’à nos jours est l’ancêtre de tous les Européens actuels. 

Reformulons. Si quelqu’un vivait en Europe vers l’an 800, et que sa lignée n’est pas éteinte aujourd’hui, il figure dans votre arbre généalogique, dans le mien, et dans celui de n’importe quelle personne d’ascendance européenne sur la planète.

Charlemagne avait cinq épouses légitimes et au moins 19 enfants reconnus. Bien sûr on ne parle pas des bâtards qu’il a dû laisser sur son chemin… Il a donc eu beaucoup de descendants. Donc : oui. Charlemagne est votre ancêtre. Félicitations !

Mais ce n’est pas le seul. Le paysan anonyme qui cultivait un champ en Bourgogne en 820 et dont les enfants ont eu des enfants, qui ont eu des enfants jusqu’à aujourd’hui, ce paysan est aussi votre ancêtre. Autant que Charlemagne. Le mécanisme est universel.

Mais les statistiques trouvent un écho dans les données génomiques. En 2013, les généticiens Peter Ralph et Graham Coop ont analysé les génomes de 2 257 Européens et publié leurs résultats dans PLOS Biology. Leur angle est différent : ils cherchent non pas des ancêtres généalogiques, mais des ancêtres génétiques, c’est-à-dire des individus ayant laissé des traces détectables dans l’ADN. Résultat : deux individus de pays européens voisins vogique, qui elle, comme on vient de le voir, remonte à tous les mêmes individus il y a 1 200 à 2 000 ans. 

C’est ici qu’il faut s’arrêter deux secondes… Être l’ancêtre généalogique de quelqu’un ne signifie pas lui avoir transmis de l’ADN.

Le mécanisme s’appelle la recombinaison. À chaque génération, chaque parent ne transmet que la moitié de son génome. L’autre moitié disparaît ou est transmise à des frères et sœurs. Ce processus se répète indéfiniment. Résultat : plus un ancêtre est éloigné dans le temps, plus la portion d’ADN qu’il vous a potentiellement transmise est petite, jusqu’à atteindre, souvent, zéro.

Evelyne Heyer nous dit qu’un ancêtre à la dixième génération, soit environ 250 ans en arrière, a une chance sur deux de vous avoir transmis zéro gène. Et parmi vos 4 096 ancêtres d’il y a douze générations, chacun d’eux a 82 % de chances de n’avoir laissé aucune trace dans votre ADN.

Charlemagne, c’est 40 générations. Donc la probabilité qu’il ait transmis à un Européen actuel le moindre segment identifiable de son génome est pratiquement nulle. 

En 2015, les mathématiciens Simon Gravel et Mike Steel ont formalisé ce paradoxe dans Theoretical Population Biology, sous le nom d’ancêtre fantôme : un individu qui est simultanément ancêtre généalogique de toute la population actuelle, et ancêtre génétique de personne. 

Charlemagne est donc presque certainement l’un de ces ancêtres fantômes pour la quasi-totalité des Européens : présent dans tous nos arbres mais absent de tous nos génomes. 

Nous savons donc quand ont vécu les premiers ancêtres communs les plus récents (MRCA) pour les Européens, entre le Iᵉʳ et le IX^e siècle. Posons maintenant la même question à l’échelle de la planète entière : a quand remonte le MRCA de toute l’humanité ? 

Le MRCA mondial

En 1999, le statisticien Joseph Chang de l’Université de Yale publie dans Advances in Applied Probability une démonstration mathématique fondatrice. Dans une population bien mélangée de taille N, le nombre de générations nécessaires pour trouver un ancêtre commun à tous les individus est de l’ordre du logarithme en base 2 de N => G=log₂ (N). 

Pour une population de 8 milliards de personnes, on calcule comme ça pour trouver le premier ancêtre commun théorique (MRCA Most Recent Common Ancestor ) : log₂ (8 000 000 000) = 32,9 générations. Soit, avec une moyenne de 30 ans par génération, cela représente 987 ans en arrière.

Mais c’est de la théorie pure. Chang lui-même reconnaît la limite de son modèle : les populations humaines ne se mélangent pas au hasard. Il y a des océans, des montagnes, des barrières culturelles…

C’est là qu’intervient l’étude de Douglas Rohde, Steve Olson et de Joseph Chang lui-même, publiée dans Nature en 2004. Ils construisent deux modèles plus réalistes, qui intègrent la géographie, la densité de population, l’histoire des flux migratoires entre continents, les ports et les densités de population réelles.

Leur modèle simple, dix grandes zones continentales échangeant un petit nombre de migrants par génération, situe le MRCA mondial autour de 300 av n.è. Le premier ancêtre commun à l’ensemble de l’humanité a vécu il y a seulement 2300 ans !

Il existe aussi un second seuil, encore plus frappant. Pour comprendre ce qu’il représente, il faut partir du MRCA qu’on vient de trouver, cette personne dont nous descendons tous, il y a environ 2 300 ans dans le scénario le plus favorable.

À cette époque, cette personne n’est pas seule. Des millions d’autres individus vivent en même temps qu’elle. Certains sont les ancêtres de tous les humains actuels, comme notre MRCA. D’autres n’ont des descendants que dans certaines régions du monde. D’autres encore ont des lignées entièrement éteintes.

Et l’IAP ?

Maintenant, remontons encore plus loin. À mesure qu’on recule dans le temps, les arbres généalogiques continuent de s’entremêler. Jusqu’à un point précis : le moment où tous les individus vivants à cette époque, qui ont eu une descendance jusqu’à aujourd’hui, sont les ancêtres de tous les humains actuels. Plus personne n’est l’ancêtre de certains et pas d’autres. Soit votre lignée s’est éteinte, soit vous êtes l’ancêtre de toute l’humanité.

C’est ce seuil que Rohde, Olson et Chang appellent l’IAP — l’Identical Ancestors Point, le point des ancêtres identiques.

Selon leur modèle conservateur, ce seuil tombe entre 5 000 et 7 000 ans, quelque part au Néolithique, aux premiers temps de l’agriculture et des premières villes.

Heyer nous explique ça en disant :

Si vous pouviez remonter le temps et entrer dans n’importe quel village d’il y a 5 000 ans, en Mésopotamie, en Chine, en Afrique, peu importe, la plupart des gens que vous croiseriez dans la rue seraient des ancêtres communs à toute l’humanité vivante aujourd’hui.

Bien entendu, ces résultats dépendent fortement des hypothèses de migration retenues. Si l’on suppose des populations très isolées, peu en contact les unes avec les autres, l’IAP recule à plusieurs dizaines de milliers d’années. La réalité, comme le note Heyer, est probablement entre les deux — des migrations de proximité, mais aussi quelques grands mouvements à longue distance qui ont suffi à connecter les arbres généalogiques de l’humanité entière.

Rohde, Olson et Chang concluent leur article avec une formule assez sympa :

Nous partageons des ancêtres qui ont planté du riz sur les rives du Yang-Tsé, qui ont domestiqué les premiers chevaux dans les steppes d’Ukraine, qui ont chassé des paresseux géants dans les forêts d’Amérique, et qui ont travaillé à la construction de la Grande Pyramide de Khéops.

Conclusion

Voilà. Les mathématiques et la génétique éparpillent façon puzzle le mythe fondateur de tous les nationalismes et de toutes les xénophobies : l’illusion de la « lignée pure ». Je ne me fais pas d’illusion, ils ne regarderont pas cette vidéo, ou n’iront pas jusqu’à la conclusion.

Si tous les Européens partagent les mêmes ancêtres depuis le haut Moyen Âge, la notion de « sang pur » n’a strictement aucun sens généalogique. Elle n’en a jamais eu. Le racisme ne repose pas sur la biologie, mais sur l’ignorance, la peur de l’autre et sur un sentiment de supériorité.

Au niveau mondial, que l’on soit Africain, Européen, Asiatique, Amérindien… Nous ne sommes pas des branches séparées d’un arbre lointain. Notre lien de parenté remonte à moins de 7000 ans.

Cela signifie que l’histoire de l’humanité n’est pas l’histoire des autres. C’est notre histoire à tous. La prochaine fois que vous regarderez un inconnu venant de l’autre bout du monde, dites-vous qu’il a tout comme vous dans son arbre généalogique un roi du moyen-âge, un esclave dans l’Antiquité, un bâtisseur de pyramides ou un éleveur de lamas dans les Andes… Ce sont leurs, ce sont NOS grands-parents. Au sens le plus littéral du terme.

Définitions importantes :

• MRCA : Most Recent Common Ancestor (Ancêtre Commun le Plus Récent)
  Le premier individu, en remontant dans le temps, dont descendent tous les membres d’une population donnée. À son époque, ses contemporains ne sont pas tous des ancêtres universels : certains n’ont des descendants que dans une partie du monde, d’autres ont des lignées éteintes. Le MRCA est le moment où le phénomène commence — il existe enfin au moins un ancêtre commun à tout le monde.
• IAP : Identical Ancestors Point (Point des Ancêtres Identiques)
  Le seuil temporel au-delà duquel tous les individus qui vivaient à cette époque et qui ont des descendants aujourd’hui sont les ancêtres de toute l’humanité actuelle. Plus personne n’est l’ancêtre de certains humains seulement : soit votre lignée s’est éteinte, soit vous êtes l’ancêtre de tout le monde. L’IAP est l’époque où le phénomène est total.

Sources

• Joseph T. Chang, « Recent common ancestors of all present-day individuals », Advances in Applied Probability, vol. 31, n° 4, 1999, p. 1002–1038
• Bernard Derrida, Susanna C. Manrubia & Damián H. Zanette, « On the genealogy of a population of biparental individuals », Journal of Theoretical Biology, vol. 203, n° 3, 2000, p. 303–315
• Agnar Helgason, Birgir Hrafnkelsson, Jeffrey R. Gulcher, Ryk Ward & Kári Stefánsson, « A Populationwide Coalescent Analysis of Icelandic Matrilineal and Patrilineal Genealogies », American Journal of Human Genetics, vol. 72, n° 6, 2003, p. 1370–1388
• Douglas L. T. Rohde, Steve Olson & Joseph T. Chang, « Modelling the recent common ancestry of all living humans », Nature, vol. 431, n° 7008, 30 septembre 2004, p. 562–566
• Peter Ralph & Graham Coop, « The Geography of Recent Genetic Ancestry across Europe », PLOS Biology, vol. 11, n° 5, mai 2013, e1001555
• Simon Gravel & Mike Steel, « The existence and abundance of ghost ancestors in biparental populations », Theoretical Population Biology, vol. 101, 2015, p. 47–53