Soutenance de Thèse – Noursen Ntoucha Ali (10 mars 2022)

Noursen Ntoucha Ali soutiendra sa thèse intitulée “Suivi des modèles de domestication et de gestion des chevaux chez les mâles et les femelles à l’aide de séries chronologiques d’ADN ancien” le Jeudi 10 mars 2022

La soutenance se tiendra à 9.00 en “salle des thèses”, Faculté de médecine de Purpan au 37 allées Jules Guesde, 31 000 Toulouse

Composition du Jury

  • M. Eric Barray, Rapporteur
  • M. Pierre Pontarotti, Rapporteur
  • M. Gabriel Marais, Rapporteur
  • M. Eric Crubezy, Examinateur
  • Mme Morgane Gibert, Examinatrice
  • M. Ludovic Orlando, Directeur de thèse

Résumé:

La domestication des chevaux a commencé il y a environ 5,500 ans dans les steppes d’Asie
Centrale. Ce processus a eu un impact profond sur l’histoire de l’humanité, car les chevaux
nous fournissent un transport rapide et facilitent la propagation de nos biens, de nos maladies et de nos cultures. Une fois la domestication lancée, les humains n’ont eu de cesse que de façonner l’histoire évolutive des chevaux, pour aboutir, au moyen de la sélection artificielle et de mélanges savants, à la formation des centaines de races domestiques vivant aujourd’hui sur terre, mais aussi à l’extinction de toutes les populations sauvages. Depuis quelques siècles, le rôle des mâles et des femelles dans la reproduction équine s’est considérablement déséquilibré, puisque très souvent, et en particulier chez les races à haute valeur économique ajoutée, les étalons sont soumis à une sélection particulièrement intensive, donnant à quelques poignées d’individus un immense pouvoir reproducteur. Il n’est cependant pas certain que des stratégies de gestion similaires furent déjà mises en place dès les premiers stades de la domestication du cheval. Cette thèse de doctorat vise à éclairer la question de la contribution des mâles et des femelles dans le processus d’élevage des chevaux, depuis leur domestication initiale à nos jours. Pour se faire, des analyses paléogénétiques se sont attachées, dans un premier temps, à suivre les patrons de variation de l’ADN mitochondrial et du chromosome Y dans l’espace et le temps. L’analyse en parallèle de 266 génomes mitochondriaux complets et de 76 chromosomes Y partiels de chevaux anciens par la méthode de modélisation bayésienne Skyline, directement calibrée par datation radiocarbone, nous a permis de reconstituer les trajectoires démographiques des deux sexes au cours des dix derniers milliers d’années. Nos résultats suggèrent que les lignées maternelles et paternelles qui ont conduit à l’essor du cheval domestique moderne ont connu une expansion démographique massive et parallèle à partir de la fin du 3ème millénaire avant notre ère. Les profils démographiques des lignées maternelles et paternelles s’épousent l’un l’autre, ce qui semble indiquer que des logiques de production balancées entre mâles et femelles à l’époque. Au-delà des chevaux, cette thèse s’est ensuite attachée à évaluer les stratégies de gestion d’autres ressources équines, comme les ânes et leurs hybrides de première génération, les mules, qui sont connus pour leur force de travail et pour avoir joué des rôles économiques et symboliques de premier plan en France. Ce sont ici des données de séquençage d’ADN ancien peu profondes qui nous ont permis, par analyse bioinformatique via le programme Zonkey, de révéler que si les chevaux sont restés l’espèce équine la plus populaire depuis l’Âge du Fer, les ânes et les mules, tantôt d’un sexe, tantôt de l’autre, ont pu occuper les devants de la scène selon les c ontextes sociaux, géographiques et temporels.

Abstract:

Horse domestication started ~5.5 thousand years ago in the steppes of Central Asia. This
process has had a far-reaching impact on human history, as horses provided humans with
rapid transportation and facilitated the spread of goods, diseases and cultures. Following
domestication, the evolutionary history of horses was shaped by humans, which resulted in
the formation of hundreds of domestic breeds by means of artificial selection and admixture, while ultimately leading to the extinction of all truly wild populations. Today, males and females do not contribute symmetrically to the breeding process, with most economically important bloodlines facing extensive selection through stallions. The extent to which management strategies based on such a skewed male reproductive bias were already in place in the early stages of horse domestication remains contentious. This PhD thesis set out to answer this question, by tracking the contribution of males and females in the horse breeding process by following temporal patterns of mitochondrial DNA and Y chromosome variation through space and time using ancient DNA evidence and tip-calibrated Bayesian Skyline modeling. We analyzed 266 complete mtDNA genomes and 76 partial Y chromosomes from ancient horses, all radiocarbon dated and belonging to the modern domestic lineage. This allowed us to reconstruct the demographic trajectories for both sexes through time over the last 10,000 years. Our results suggested that both maternal and paternal DOM2 lineages experienced a massive, parallel demographic expansion from the late 3rd millennium BCE (Before Common Era), indicating that no sex biased reproduction at the time. In addition to horses, this PhD thesis set out to assess management strategies of other equine resources, such as donkeys and their first-generation hybrids – the mules, which are notorious for their economic and symbolic importance. Here, shallow ancient DNA sequencing data processed through the Zonkey computational pipeline revealed horses as the dominant species throughout all time periods, but also dynamic shifts in the relative importance of other species and sex balances in various social, geographic and temporal contexts.

Soutenance de Thèse – Marine Poullet (9 mars 2022)

Marine Poullet soutiendra sa thèse intitulée “Etude épigénomique sur la domestication du cheval à l’aide d’ADN ancien” le mercredi 9 mars 2022

La soutenance se tiendra à 9.00 en “salle des thèses”, Faculté de médecine de Purpan au 37 allées Jules Guesde, 31 000 Toulouse

Composition du Jury

  • M. Gianni Liti, Université de Nice Sophia Antipolis, Rapporteur
  • M. Pierre Pontarotti, UMR MEPHI, IHU Méditerranée Infection, Marseille, Rapporteur
  • M. Gabriel Marais, CIBIO, Université de Porto, Examinateur
  • M. Eric Crubezy, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, Examinateur
  • Mme Clio Der Sarkissian, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, Examinatrice
  • M. Ludovic Orlando, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, Directeur de thèse

Résumé:

L’émergence du séquençage de nouvelle génération (NGS) au début des années 2000 a été l’une des étapes marquantes dans l’histoire récente de la recherche. Cela a révolutionné non seulement le monde de la biologie moléculaire mais aussi celui des sciences en général, en permettant des avancées tant en archéologie qu’en cancérologie. Muni d’une technologie de séquençage d’ADN à très haut débit, les chercheurs ont pu caractériser des milliers de génomes anciens à ce jour, y compris parmi des lignées aujourd’hui éteintes. Cette avancée technologique majeure a également révélé qu’au-delà des séquences des génomes elles-mêmes, il est possible de recouvrer des marques épigénétiques anciennes à partir des traces ADN préservée dans le matériel archéologique. Cela a permis ainsi d’envisager étudier l’évolution possible des modifications épigénétiques portées par des individus ayant traversé de grands changements dans leurs conditions de vie, comme la domestication pour les animaux. Dans le cadre de ce doctorat, nous avons voulu évaluer et contribuer à résoudre certains des différents verrous technologiques et méthodologiques qui rendent la production d’estimations fiables des marques épigénétiques anciennes particulièrement difficile. Parmi les différentes marques épigénétiques accessibles par l’ADN ancien, nous ne nous sommes concentrés que sur la méthylation de l’ADN présente au niveau des dinucléotides CpG. Les méthodes développées nous ont permis d’aborder la question des modifications épigénétiques qui ont accompagné la domestication du cheval depuis ses origines, il y a environ 5 500 ans, jusqu’à nos jours, période au cours de laquelle plusieurs centaines de races distinctes ont été développées. S’ils ont contribué à améliorer certains aspects de l’inférence épigénétique de données anciennes, nos travaux ont néanmoins révélé des limites à la fois expérimentales et analytiques importantes. Les procédures actuelles permettant l’analyse de données épigénétiques modernes ne se révèlent malheureusement pas toujours compatibles avec l’utilisation de données anciennes. Par ailleurs, ce travail de thèse a donné plusieurs pistes d’améliorations futures concernant notre capacité à manipuler les molécules d’ADN ancien et obtenir des alignements plus fiables sur les génomes de référence.

Abstract:

The emergence of Next Generation Sequencing (NGS) in the early 2000s was one of the milestones in the recent history of research. This technology revolutionised not only the world of molecular biology but also that of science in general, allowing advances in both archaeology and cancerology. Using ultra-high-throughput DNA sequencing technology, researchers have characterised thousands of ancient genomes to date, including some now extinct lines. This major technological breakthrough has also revealed that beyond the genome sequences themselves, it is possible to recover ancient epigenetic marks from DNA traces preserved in archaeological material. This made it possible to consider studying the potential evolution of epigenetic modifications carried by individuals who have gone through significant changes in their living conditions, such as domestication for animals. As part of this PhD, we wanted to assess and help resolve some of the various technological and methodological obstacles that make producing reliable estimates of ancient epigenetic marks particularly difficult. Among the various epigenetic marks accessible by ancient DNA, we have only focused on the methylation of DNA present at the level of CpG dinucleotides. The methods developed have enabled us to tackle the question of the epigenetic modifications that have accompanied the domestication of the horse from its origins, around 5,500 years ago, to the present day, a period during which several hundred distinct breeds have been developed. While helping to improve certain aspects of epigenetic inference from ancient data, our work nonetheless revealed significant experimental and analytical limitations. Current procedures for analysing modern epigenetic data are unfortunately not always compatible with the use of ancient data. In addition, this thesis work has provided several avenues for future improvements concerning our ability to manipulate ancient DNA molecules and obtain more reliable alignments on the reference genomes.

Séminaire avec P. Librado, 17 Mars Toulouse pour la SIEF

A l’occasion d’un séminaire organisé par la SIEF (Société des chercheurs espagnols en France), P. Librado présentera nos dernières études menées sur la domestication du cheval: “Los orígenes del caballo doméstico“. Le séminaire se tiendra le 17 Mars 18h30 à l’Institut Cervantes à Toulouse. La participation est gratuite mais l’inscription obligatoire pour le suivi en ligne (un lien vous sera envoyé en retour) et recommandée pour le présentiel. Pour l’inscription suivre ce lien

Como parte de un seminario organizado por SIEF (Sociedad de Investigadores Españoles en Francia), P. Librado nos presentará su último estudio sobre la domesticación del caballo: “Los orígenes del caballo doméstico“. El seminario tendrá lugar el día 17 de Marzo a las 18:30h en el Insituto Cervantes de Toulouse, y será abierto a todo el mundo, tanto de forma presencial como online. La participación es gratuita y la inscripción recomendable (necesaria para seguirlo online), clickando en el siguiente enlace

P. Librado will present our last paper on horse domestication in a talk entitled “Los orígenes del caballo doméstico“. This seminary organised by the SIEF is open to everyone who wants to attend, this 17th of March at the Instituto Cervantes de Toulouse. It will be possible to follow the event in-person or online. The subscription is necessary to follow the event online (the system will send a link only to those subscribed), and recommendable for attending phisically but not compulsory in the last case. Link here

Nouvelle saison d’ “Au crible de la science”

Retrouvez la nouvelle saison d’ “au crible de la Science”*, une émission qui revisite les grands thèmes de société vus par les lycéens et les porte au regard des scientifiques.

Ce premier épisode de la saison 2 du podcast questionne les lycéens sur l’utilisation des chiffres en communication environnementale, avec pour leur répondre le statisticien Jean-Louis Pasquier et le doctorant en psychologie sociale et communication environnementale Andreas Eriksson

https://exploreur.univ-toulouse.fr/environnement-au-royaume-des-chiffres

* Une co-production Université fédérale et Quai des Savoirs, soutenu entre autres, par le CNRS, avec la participation de C. Thèves du CAGT