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Selon une nouvelle étude, le savoureux tubercule originaire d’Amérique du Sud aurait gagné la Polynésie par ses propres moyens, sans y être importé par des êtres humains, comme les scientifiques le pensaient. Mais les résultats peinent à convaincre sur toute la ligne et la controverse fait rage
Une belle chair souvent orangée, au goût sucré: la patate douce évoque plus facilement des saveurs gustatives que des considérations génétiques. Enfin, ça dépend pour qui… Pour les scientifiques, ce modeste tubercule est au centre d’une passionnante enquête qui se déroule depuis plusieurs décennies, à la croisée de l’histoire, de l’archéologie, de la linguistique et plus récemment de la génétique.
L’objet de celle-ci: connaître l’origine de la patate douce moderne Ipomoea batatas afin de tirer au clair le mystère des premiers contacts entre les civilisations américaines et celles du Pacifique.
Certains jugent en effet plausible que d’habiles navigateurs de Polynésie soient un jour parvenus jusqu’au Pérou, découvrant le continent américain des siècles avant Christophe Colomb. I
ls en auraient profité pour ramener chez eux des patates douces, que les scientifiques voient comme un outil de choix pour trier leurs hypothèses.
Le consensus actuellement établi repose justement sur une introduction dans le Pacifique par des Polynésiens. Mais une nouvelle étude, parue le 12 avril dans la revue Current Biology, vient le contester.
Selon ses résultats, la patate douce serait arrivée dans le Pacifique bien avant l’homme.
En maori et en quechua
La théorie de l’introduction anthropique dispose pourtant d’une assise solide. Les archéologues ont daté certains vestiges de tubercules carbonisés à une époque antérieure à celle de l’arrivée des Européens dans le Pacifique.
Des historiens rappellent que les récits du capitaine Cook font état de cultures de patates douces sur les îles qu’il visita au XVIIe siècle.
Des linguistes, enfin, voient une étrange ressemblance entre les termes kumara (en langue maori) et cumar (en quechua d’Amérique du Sud) désignant tous deux le tubercule orangé. A ce tableau, il manquait toutefois une confirmation génétique: les scientifiques ne parvenaient pas à mettre la main sur les patates douces dont le génome aurait fait de bonnes candidates à la migration.
Une étude publiée dans la revue PNAS y est parvenue en 2013. Caroline Roullier, alors doctorante au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive de l’université de Montpellier, avait comparé des génomes de patates douces modernes et anciennes, dont certaines issues de l’herbier constitué entre 1768 et 1771 lors de l’expédition de James Cook, conservé au Museum d’histoire naturelle de Londres.
Elle avait ainsi dressé la carte des migrations du tubercule à travers le Pacifique, migrations effectuées en trois phases successives, confirmant ainsi une hypothèse dite tripartite formulée dans les années 1970 par l’archéologue Douglas Yen.
Une première lignée, dite Kumara, serait arrivée dans le Pacifique en provenance du Pérou, via les navigateurs polynésiens, probablement vers l’an mille. Puis les Européens auraient introduit aux Philippines et dans l’ouest de l’Océanie deux autres lignées, Batata et Camote, toutes deux en provenance d’Amérique centrale.
La plus vieille patate du monde
L’affaire aurait pu en rester là, mais l’étude de Current Biology est venue apporter de nouveaux éléments.
D’après ses auteurs, des graines de patate douce auraient pu migrer naturellement, flottant à la surface ou bien même transportées par des oiseaux, bien avant l’arrivée de l’homme en Océanie.
Pour prouver leurs dires, le botaniste Pablo Muñoz-Rodriguez et ses collègues de l’Université d’Oxford ont séquencé les génomes de 199 spécimens de patates douces anciennes et récentes des deux continents.
Parmi les échantillons se trouvait notamment un plant de patate douce datant de 1769, l’un des plus anciens conservés dans un herbier.
La comparaison de son génome avec celui de patates douces modernes d’Amérique a permis aux généticiens de déduire approximativement quand les deux lignées ont divergé. Verdict: les deux lignées se seraient séparées il y a environ 100 000 ans, soit 50 000 ans avant que les premiers chasseurs-cueilleurs ne posent le pied sur le sable des plages d’Océanie.
Une erreur de raisonnement?
Ces conclusions interpellent Caroline Roullier. Interviewée à ce sujet, la chercheuse aujourd’hui enseignante à Nîmes prévient que la datation à 100 000 ans doit être considérée avec précaution. L’évolution génétique de la patate douce reste mal comprise.
Le fait qu’il s’agisse d’un groupe ayant évolué aussi bien en milieu sauvage que par le biais de l’agriculture complique l’équation, explique-t-elle.
Le génome de la patate douce est en outre, comme celui du blé, hexaploïde, c’est-à-dire que ses cellules contiennent non pas une paire de chaque chromosome (comme chez l’homme) mais… trois! Sans effrayer les généticiens, cette particularité rajoute une certaine complexité.
Deuxième critique, «on ne connaît pas avec précision le taux de mutation du génome du groupe Ipomoea, donnée pourtant cruciale pour arriver au résultat de 100 000 ans», constate Caroline Roullier. Le taux pris par l’équipe d’Oxford provient en effet d’une unique étude et n’a jamais été confirmé par des travaux indépendants.
Enfin, l’ethnobiologiste note ce qu’elle estime relever de l’erreur de raisonnement. «Ce n’est pas parce que l’on trouve une patate douce génétiquement différente dans le Pacifique qu’elle a divergé à cet endroit-là: rien ne prouve qu’elle n’a pas divergé en Amérique avant d’être transportée par l’homme, d’autant qu’à ce jour aucune forme sauvage d’Ipomoea batatas n’a été identifiée dans les îles du Pacifique.
Cette étude strictement génétique oublie hélas la composante humaine», regrette-t-elle. L’affaire est loin d’être tranchée.
Par: Fabien Goubet
LE TEMPS
Une belle chair souvent orangée, au goût sucré: la patate douce évoque plus facilement des saveurs gustatives que des considérations génétiques. Enfin, ça dépend pour qui… Pour les scientifiques, ce modeste tubercule est au centre d’une passionnante enquête qui se déroule depuis plusieurs décennies, à la croisée de l’histoire, de l’archéologie, de la linguistique et plus récemment de la génétique.
L’objet de celle-ci: connaître l’origine de la patate douce moderne Ipomoea batatas afin de tirer au clair le mystère des premiers contacts entre les civilisations américaines et celles du Pacifique.
Certains jugent en effet plausible que d’habiles navigateurs de Polynésie soient un jour parvenus jusqu’au Pérou, découvrant le continent américain des siècles avant Christophe Colomb. I
ls en auraient profité pour ramener chez eux des patates douces, que les scientifiques voient comme un outil de choix pour trier leurs hypothèses.
Le consensus actuellement établi repose justement sur une introduction dans le Pacifique par des Polynésiens. Mais une nouvelle étude, parue le 12 avril dans la revue Current Biology, vient le contester.
Reconciling Conflicting Phylogenies in the Origin of Sweet Potato and Dispersal to Polynesia
Summary
The sweet potato is one of the world’s most widely consumed crops, yet its evolutionary history is poorly understood. In this paper, we present a comprehensive phylogenetic study of all species closely related to the sweet potato and address several questions pertaining to the sweet potato that remained unanswered. Our research combined genome skimming and target DNA capture to sequence whole chloroplasts and 605 single-copy nuclear regions from 199 specimens representing the sweet potato and all of its crop wild relatives (CWRs). We present strongly supported nuclear and chloroplast phylogenies demonstrating that the sweet potato had an autopolyploid origin and that Ipomoea trifida is its closest relative, confirming that no other extant species were involved in its origin. Phylogenetic analysis of nuclear and chloroplast genomes shows conflicting topologies regarding the monophyly of the sweet potato. The process of chloroplast capture explains these conflicting patterns, showing that I. trifida had a dual role in the origin of the sweet potato, first as its progenitor and second as the species with which the sweet potato introgressed so one of its lineages could capture an I. trifida chloroplast. In addition, we provide evidence that the sweet potato was present in Polynesia in pre-human times. This, together with several other examples of long-distance dispersal in Ipomoea, negates the need to invoke ancient human-mediated transport as an explanation for its presence in Polynesia. These results have important implications for understanding the origin and evolution of a major global food crop and question the existence of pre-Columbian contacts between Polynesia and the American continent.
Summary
The sweet potato is one of the world’s most widely consumed crops, yet its evolutionary history is poorly understood. In this paper, we present a comprehensive phylogenetic study of all species closely related to the sweet potato and address several questions pertaining to the sweet potato that remained unanswered. Our research combined genome skimming and target DNA capture to sequence whole chloroplasts and 605 single-copy nuclear regions from 199 specimens representing the sweet potato and all of its crop wild relatives (CWRs). We present strongly supported nuclear and chloroplast phylogenies demonstrating that the sweet potato had an autopolyploid origin and that Ipomoea trifida is its closest relative, confirming that no other extant species were involved in its origin. Phylogenetic analysis of nuclear and chloroplast genomes shows conflicting topologies regarding the monophyly of the sweet potato. The process of chloroplast capture explains these conflicting patterns, showing that I. trifida had a dual role in the origin of the sweet potato, first as its progenitor and second as the species with which the sweet potato introgressed so one of its lineages could capture an I. trifida chloroplast. In addition, we provide evidence that the sweet potato was present in Polynesia in pre-human times. This, together with several other examples of long-distance dispersal in Ipomoea, negates the need to invoke ancient human-mediated transport as an explanation for its presence in Polynesia. These results have important implications for understanding the origin and evolution of a major global food crop and question the existence of pre-Columbian contacts between Polynesia and the American continent.
En maori et en quechua
La théorie de l’introduction anthropique dispose pourtant d’une assise solide. Les archéologues ont daté certains vestiges de tubercules carbonisés à une époque antérieure à celle de l’arrivée des Européens dans le Pacifique.
Des historiens rappellent que les récits du capitaine Cook font état de cultures de patates douces sur les îles qu’il visita au XVIIe siècle.
Des linguistes, enfin, voient une étrange ressemblance entre les termes kumara (en langue maori) et cumar (en quechua d’Amérique du Sud) désignant tous deux le tubercule orangé. A ce tableau, il manquait toutefois une confirmation génétique: les scientifiques ne parvenaient pas à mettre la main sur les patates douces dont le génome aurait fait de bonnes candidates à la migration.
Une étude publiée dans la revue PNAS y est parvenue en 2013. Caroline Roullier, alors doctorante au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive de l’université de Montpellier, avait comparé des génomes de patates douces modernes et anciennes, dont certaines issues de l’herbier constitué entre 1768 et 1771 lors de l’expédition de James Cook, conservé au Museum d’histoire naturelle de Londres.
Elle avait ainsi dressé la carte des migrations du tubercule à travers le Pacifique, migrations effectuées en trois phases successives, confirmant ainsi une hypothèse dite tripartite formulée dans les années 1970 par l’archéologue Douglas Yen.
En rouge, bleu et jaune, les trois vagues de migration de la patate douce mises en évidence en 2013.
La plus vieille patate du monde
L’affaire aurait pu en rester là, mais l’étude de Current Biology est venue apporter de nouveaux éléments.
D’après ses auteurs, des graines de patate douce auraient pu migrer naturellement, flottant à la surface ou bien même transportées par des oiseaux, bien avant l’arrivée de l’homme en Océanie.
Pour prouver leurs dires, le botaniste Pablo Muñoz-Rodriguez et ses collègues de l’Université d’Oxford ont séquencé les génomes de 199 spécimens de patates douces anciennes et récentes des deux continents.
Parmi les échantillons se trouvait notamment un plant de patate douce datant de 1769, l’un des plus anciens conservés dans un herbier.
La comparaison de son génome avec celui de patates douces modernes d’Amérique a permis aux généticiens de déduire approximativement quand les deux lignées ont divergé. Verdict: les deux lignées se seraient séparées il y a environ 100 000 ans, soit 50 000 ans avant que les premiers chasseurs-cueilleurs ne posent le pied sur le sable des plages d’Océanie.
Une erreur de raisonnement?
Ces conclusions interpellent Caroline Roullier. Interviewée à ce sujet, la chercheuse aujourd’hui enseignante à Nîmes prévient que la datation à 100 000 ans doit être considérée avec précaution. L’évolution génétique de la patate douce reste mal comprise.
Le fait qu’il s’agisse d’un groupe ayant évolué aussi bien en milieu sauvage que par le biais de l’agriculture complique l’équation, explique-t-elle.
Le génome de la patate douce est en outre, comme celui du blé, hexaploïde, c’est-à-dire que ses cellules contiennent non pas une paire de chaque chromosome (comme chez l’homme) mais… trois! Sans effrayer les généticiens, cette particularité rajoute une certaine complexité.
Deuxième critique, «on ne connaît pas avec précision le taux de mutation du génome du groupe Ipomoea, donnée pourtant cruciale pour arriver au résultat de 100 000 ans», constate Caroline Roullier. Le taux pris par l’équipe d’Oxford provient en effet d’une unique étude et n’a jamais été confirmé par des travaux indépendants.
Enfin, l’ethnobiologiste note ce qu’elle estime relever de l’erreur de raisonnement. «Ce n’est pas parce que l’on trouve une patate douce génétiquement différente dans le Pacifique qu’elle a divergé à cet endroit-là: rien ne prouve qu’elle n’a pas divergé en Amérique avant d’être transportée par l’homme, d’autant qu’à ce jour aucune forme sauvage d’Ipomoea batatas n’a été identifiée dans les îles du Pacifique.
Cette étude strictement génétique oublie hélas la composante humaine», regrette-t-elle. L’affaire est loin d’être tranchée.
Par: Fabien Goubet
LE TEMPS