Le rôle du métissage dans l'adaptation des populations humaines à des environnements changeants

Au cours de l'histoire humaine, le métissage a été un phénomène récurrent, qui a laissé une empreinte profonde sur la diversité génétique des populations. Plusieurs études ont suggéré que le métissage aurait également pu faciliter l'adaptation génétique de l’espèce humaine aux nouveaux environnements locaux : des populations auraient acquis des mutations avantageuses par métissage avec des populations déjà adaptées à leur milieu de vie. Cependant, l’importance de ce phénomène, dénommé métissage adaptatif, ainsi que la puissance statistique d’en détecter les signatures génomiques, restent peu connus. Dans cette thèse, j’ai utilisé des simulations informatiques afin de caractériser la puissance, pour différents tests statistiques, de détecter des gènes sous métissage adaptatif, tout en considérant des situations réalistes, telles que des changements démographiques. J'ai montré que deux statistiques, Fadm et LAD, utilisant les fréquences alléliques et les proportions de métissage attendues sous neutralité, ont une puissance élevée de détecter des mutations sous métissage adaptatif. En combinant Fadm et LAD en une seule statistique, j'ai analysé les génomes de quinze populations métissées afin d’identifier des signatures génomiques de métissage adaptatif. J'ai confirmé que la persistance de la lactase et la résistance au paludisme sont des traits qui ont été sous métissage adaptatif chez des populations d'Afrique de l'Ouest, Afrique du Nord et Asie du Sud respectivement. J'ai aussi identifié de nouveaux cas de métissage adaptatif, dont le locus APOL1 ,impliqué dans la résistance à la trypanosomiase, chez des populations d'Afrique de l'Ouest.Admixture has been a pervasive phenomenon in human history, shaping extensively the patterns of population genetic diversity. There is increasing evidence to suggest that admixture can also facilitate genetic adaptation to local environments, i.e., admixed populations acquire beneficial mutations from source populations, a process that we refer to as adaptive admixture. However, the role of adaptive admixture in human evolution and the power to detect it remain poorly characterized. Here, we use computer simulations to evaluate the power of several neutrality statistics to detect natural selection in the admixed population, assuming multiple admixture scenarios. We show that statistics based on admixture proportions, Fadm and LAD, show high power to detect mutations that are beneficial in the admixed population, whereas other statistics, including iHS and FST, falsely detect neutral mutations that have been selected in the source populations only. By combining Fadm and LAD into a single, powerful statistic, we scanned the genomes of 15 admixed populations for signatures of adaptive admixture. We confirm that lactase persistence and resistance to malaria have been under adaptive admixture in West Africans and in Malagasy, North Africans and South Asians, respectively. Our approach also uncovers new cases of adaptive admixture, including APOL1 in Fulani nomads and PKN2 in East Indonesians, involved in resistance to infection and metabolism, respectively. Collectively, our study provides evidence that adaptive admixture has occurred in human populations, whose genetic history is characterized by periods of isolation and spatial expansions resulting in increased gene flow