L’Eurasien basal comme mirage : un argumentaire steelman en faveur de l’« ascendance fantôme » comme artefact de la sélection

TL;DR

• « Eurasien basal » (BE) est une composante de modèle introduite pour satisfaire aux contraintes de corrélation des fréquences alléliques dans les graphes d’ADN ancien, et fortement associée à une réduction du partage d’allèles néandertaliens chez les premiers habitants du Proche-Orient (Lazaridis et al. 2016).
• Les graphes d’admixture et les statistiques (f) supposent que l’essentiel de la covariance à l’échelle du génome est produit par la dérive neutre sur un graphe ; une sélection fortement structurée géographiquement peut ajouter une covariance systématique que le modèle « explique » en inventant des branches fantômes (Maier et al. 2023 ; Schrider et al. 2016).
• La sélection purificatrice contre l’introgression néandertalienne est réelle, largement polygénique et médiée par la sélection liée ; une purge différentielle peut modifier les statistiques de partage néandertalien sans nécessiter une lignée profondément divergente et dépourvue de Néandertaliens (Juric et al. 2016 ; Harris & Nielsen 2016 ; Sankararaman et al. 2014).
• Hypothèse steelman : une sélection massive au Pléistocène récent et à l’Holocène en faveur de la cognition dans les lignées proche-orientales et ouest-eurasiennes (polygénique, enrichie dans certaines annotations et structurée), combinée à la sélection liée et à la purge des variants archaïques, produit le schéma résiduel de type BE, et l’ajustement du graphe convertit ce biais en un fantôme « Eurasien basal ».
• Cette hypothèse est testable : BE devrait diminuer dans les partitions à forte recombinaison et intergéniques ; BE devrait présenter une intensité variable au cours du temps dans les génomes proche-orientaux datés ; et le signal de type BE devrait davantage suivre les annotations fonctionnelles que des segments d’ascendance cohérents sur le plan haplotypique.

« L’espace des graphes d’admixture possibles est immense, et de nombreux graphes qualitativement différents peuvent s’ajuster aux mêmes statistiques (f). »
— Maier et al., eLife (2023)

Ce qu’est « l’Eurasien basal » dans l’argument initial#

Dans sa formulation canonique, l’Eurasien basal est une lignée non échantillonnée qui s’est séparée précocement des autres non-Africains et a ensuite contribué de manière substantielle aux populations proche-orientales anciennes ; son rôle empirique essentiel est d’expliquer pourquoi les Eurasiens occidentaux présentent une affinité néandertalienne réduite par rapport aux Asiatiques orientaux et pourquoi certains groupes proche-orientaux anciens se situent « en dehors » des arbres eurasiens simples (Lazaridis et al. 2016).

Deux détails comptent pour une critique steelman :

1. BE n’est pas directement observé. Il est inféré parce que son ajout permet à un graphe d’admixture de mieux rendre compte des structures de corrélation des fréquences alléliques (statistiques (f)).
2. BE est lié à une statistique de partage néandertalien. Lazaridis et al. soulignent explicitement une corrélation négative entre l’ascendance BE estimée et une statistique censée refléter l’ascendance néandertalienne (par exemple une forme de (f_4) telle que (f_4(\text{Test},\text{Mbuti};\text{Altai Neanderthal},\text{Denisovan}))) (Lazaridis et al. 2016).

Même dans leur discussion supplémentaire, Lazaridis et al. mentionnent des alternatives plausibles quant à la manière dont une ascendance « de type basal » aurait pu entrer au Proche-Orient (par exemple en association avec un flux génique en provenance d’Afrique) ou quant à sa présence antérieure dans des contextes levantins ou arabiques ; autrement dit, l’interprétation n’est pas déterminée de manière unique, même au sein du cadre favorable à BE (Lazaridis et al. 2016, Supplementary Information).

Le raisonnement steelman commence ici : si BE est une variable de compression de la covariance résiduelle, alors tout processus non modélisé qui produit une covariance résiduelle similaire peut se faire passer pour BE.

Le point de tension de la modélisation : les statistiques (f) et les graphes d’admixture ne peuvent pas représenter la sélection

Ce que les statistiques (f) « supposent » (implicitement)#

Pour des populations (A,B,C,D), une statistique (f_4) de base est (schématiquement)

[ f_4(A,B;C,D)=\mathbb{E}[(p_A-p_B)(p_C-p_D)]. ]

Si les changements de fréquence allélique sont principalement déterminés par la dérive neutre et le mélange sur un graphe, (f_4) possède de puissantes invariances : sous la topologie appropriée (en l’absence de flux génique entre certaines branches), la statistique tend vers ~0 ; les écarts encodent les arêtes d’admixture. C’est sur cette base que repose le raisonnement de type qpGraph/qpAdm.

Mais une prémisse cachée cruciale est la suivante : la covariance à l’échelle du génome qui est ajustée est principalement due à la dérive et au mélange.

Considérons maintenant le rappel méthodologique suivant : de nombreux graphes d’admixture distincts peuvent s’ajuster correctement aux mêmes statistiques (f) ; la classe de modèles est sous-déterminée, et « un graphe qui s’ajuste » n’est pas « le graphe qui s’est réellement produit » (Maier et al. 2023). Cette non-identifiabilité n’est pas une note de bas de page : elle ouvre la voie à ce que des termes de biais (comme la sélection) soient « expliqués » comme de l’ascendance.

La sélection est un terme de biais qui ressemble à la dérive#

La sélection modifie les fréquences alléliques. Si la sélection est :

• polygénique (de nombreux loci, à petits effets),
• structurée géographiquement (avec des directions et des amplitudes différentes selon les populations),
• et liée (entraînant une variation neutre voisine via le paysage de recombinaison),

alors elle produit des différences de fréquences alléliques corrélées entre populations. Autrement dit, elle produit exactement le type de structure de covariance que les statistiques (f) sont conçues pour interpréter comme de la dérive et du mélange sur un graphe.

Ce point n’est pas spéculatif : on sait que la sélection liée perturbe l’inférence démographique, allant même jusqu’à provoquer une sélection de modèle incorrecte parmi les histoires démographiques lorsque la sélection n’est pas modélisée (Schrider et al. 2016). Des synthèses plus générales soulignent que la sélection et la démographie peuvent produire des configurations similaires, ce qui rend leur inférence conjointe difficile à moins de modéliser explicitement la sélection (Johri 2022).

Thèse steelman : BE est la manière dont un graphe absorbe un terme de covariance induit par une sélection non modélisée.

L’hypothèse hérétique (explicitement) : « la sélection de la cognition a créé une distorsion de forme BE »

Le monde que nous postulons#

Supposons qu’à partir d’il y a ~50 000 ans — avec une forte intensification au cours des ~15 000 dernières années — une sélection directe ait porté sur un phénotype distribué de « conscience » : compétence linguistique, théorie de l’esprit, contrôle exécutif, manipulation symbolique, efficacité de l’apprentissage culturel, etc.

Supposons en outre que :

1. Elle soit polygénique. (Architecture de caractère à haute dimension ; de nombreux loci à petits effets.)
2. Elle soit amplifiée socialement et hétérogène spatialement. Le gradient de sélection dépend de la complexité sociale, de la densité, des institutions, des hiérarchies de prestige et de la structure de la niche — des caractéristiques qui se sont plausiblement intensifiées tôt et à plusieurs reprises en Asie du Sud-Ouest.
3. Elle interagisse avec la charge d’introgression. La sélection cognitive exerce une forte pression sur les réseaux de régulation et les voies du développement cérébral ; les segments archaïques (néandertaliens) portent une charge accrue d’allèles faiblement délétères en raison de la faible taille efficace des populations néandertaliennes, et la sélection élimine de nombreux segments archaïques, en particulier à proximité des sites fonctionnels.

La prémisse (3) n’est pas invraisemblable ; elle occupe déjà une place centrale dans les modèles classiques de la diminution de l’ascendance néandertalienne. La sélection purificatrice contre l’introgression néandertalienne s’explique au mieux par son action sur de nombreux allèles faiblement délétères, la sélection liée modelant le paysage (Juric et al. 2016 ; Harris & Nielsen 2016 ; Sankararaman et al. 2014).

Autre élément pertinent : les régions néandertaliennes qui subsistent sont globalement appauvries en contributions à l’héritabilité de nombreux caractères complexes (ce qui suggère une sélection ou une contrainte systématique), avec des exceptions telles que les caractères de la peau et des cheveux (McArthur et al. 2021).

Comment ce mécanisme contrefait BE sans aucune population fantôme#

Nous voulons reproduire deux « motifs » empiriques liés que BE explique :

• Motif 1 : les premiers habitants du Proche-Orient semblent « attirés » à l’écart des autres Eurasiens dans l’espace du partage d’allèles, d’une manière que l’ajustement du graphe saisit en insérant une séparation basale et une arête d’admixture.
• Motif 2 : leur « ascendance BE » inférée est négativement corrélée aux statistiques d’affinité néandertalienne.

Voici le mécanisme steelman qui produit ces deux motifs.

Mécanisme I : la sélection ajoute un terme de covariance structuré que les graphes interprètent comme de l’ascendance#

Décomposons le vecteur de changement de fréquence allélique de la population (X) comme suit :

[ \Delta p_X = \Delta p^{\text{dérive}}_X + \Delta p^{\text{admixture}}_X + \Delta p^{\text{sélection}}_X. ]

Les graphes d’admixture n’ajustent que les deux premiers termes. Si (\Delta p^{\text{sélection}}_X) n’est pas négligeable et est structuré (par exemple, plus important dans les lignées proche-orientales), le graphe ajusté va « inventer » une dérive supplémentaire et/ou une arête d’admixture fantôme pour absorber la covariance résiduelle.

La non-identifiabilité facilite ce processus : de nombreux graphes peuvent absorber une forme résiduelle donnée tout en conservant un bon ajustement aux statistiques (f) (Maier et al. 2023).

Mécanisme II : la sélection cognitive accélère la purge des segments néandertaliens, créant des statistiques néandertaliennes « de type basal »#

Dans ce monde, les lignées ouest-eurasiennes (en particulier proche-orientales) subissent une sélection plus forte sur un vaste ensemble de loci pertinents pour la cognition et le fonctionnement social. Comme les segments néandertaliens sont enrichis en allèles faiblement délétères et appauvris autour des régions fonctionnelles chez les humains actuels, la sélection tend à éliminer l’ascendance néandertalienne à proximité des gènes et de l’architecture régulatrice (Juric et al. 2016 ; Harris & Nielsen 2016 ; Sankararaman et al. 2014).

Les lignées proche-orientales peuvent donc finir par présenter :

• une affinité néandertalienne génomique globale plus faible,
• une distribution différente des segments archaïques entre les régions fonctionnelles et neutres,
• et un partage d’allèles modifié avec les autres Eurasiens, que l’ajustement du graphe explique comme une « dilution par BE ».

Cela produit la corrélation négative caractéristique de BE avec les statistiques néandertaliennes sans nécessiter de lignée fantôme dépourvue de Néandertaliens.

Mise en garde (que la version steelman reconnaît) : certains travaux soutiennent que la sélection et la démographie seules ne peuvent expliquer toutes les différences d’ascendance néandertalienne entre les Asiatiques de l’Est et les Européens (Kim & Lohmueller 2015). La réponse hérétique est la suivante : « très bien — la sélection n’est donc pas le seul facteur ; il suffit qu’elle soit suffisamment forte et structurée pour contrefaire la forme résiduelle que BE absorbe. »

Mécanisme III : le caractère « basal » peut aussi être produit par la dynamique du retour vers l’Afrique / de la dispersion précoce, et la sélection attribue mal le mérite#

Il existe des éléments indiquant que les signaux néandertaliens apparents en Afrique peuvent s’expliquer par des migrations de retour et/ou par un flux génique vers les Néandertaliens en provenance des premiers humains modernes sortis d’Afrique (Chen et al. 2020). Cela importe parce que des composantes de type « apparentées à l’Afrique » comme BE et des profils de partage avec les Néandertaliens peuvent être produits par plusieurs processus en interaction.

Position steelman : dans un monde où la sélection joue un rôle majeur, un graphe peut attribuer un poids explicatif à une arête « Eurasien basal » parce qu’il s’agit du paramètre le plus simple dont on dispose, même si le véritable scénario générateur est « un flux génique (partiel) en provenance d’Afrique + une purge néandertalienne variable au cours du temps + une sélection polygénique structurée ».

Pourquoi le scénario « sélection de la cognition → BE fantôme » n’est pas qu’un jeu de mots#

L’idée substantielle est qu’il prédit des distorsions spécifiques et falsifiables du signal BE.

Prédiction 1 : BE devrait être plus marqué dans les partitions sensibles à la sélection#

Si BE est une composante d’ascendance, elle devrait apparaître de manière relativement générale dans le génome (abstraction faite du bruit de la dérive). Si elle est un artefact de sélection, elle devrait être plus marquée dans les régions où la sélection liée est plus forte :

• faible recombinaison ;
• proximité des gènes ;
• régions conservées / riches en éléments régulateurs.

Il s’agit d’une extension directe du fait bien établi que la sélection liée modifie les profils de diversité neutre et peut induire en erreur l’inférence démographique lorsqu’elle n’est pas modélisée (Schrider et al. 2016).

Prédiction 2 : BE devrait évoluer au cours du temps au Proche-Orient d’une manière analogue à la sélection#

Une composante d’ascendance introduite par un événement ancien de mélange devrait se comporter (approximativement) comme une proportion stable, évoluant lentement par dérive sauf en cas de mélange ultérieur.

Un artefact de sélection devrait davantage se comporter comme :

• une montée progressive au cours de l’Holocène ;
• éventuellement avec des impulsions alignées sur d’importantes transitions sociales et écologiques ;
• et avec des effets plus marqués dans les populations connaissant une stratification culturelle accrue et une différenciation rapide des niches.

Cela est testable, car l’ADN ancien du Proche-Orient est stratifié chronologiquement précisément dans l’intervalle où l’hypothèse affirme que la sélection s’intensifie (Lazaridis et al. 2016).

Prédiction 3 : le « caractère BE » devrait davantage suivre l’enrichissement des annotations fonctionnelles que des segments d’ascendance cohérents du point de vue des haplotypes#

Une population fantôme implique des segments d’ascendance présentant des profils cohérents de déséquilibre de liaison et d’haplotypes (les segments plus anciens sont plus courts, mais demeurent néanmoins organisés en segments).

Une distorsion due à la sélection polygénique implique :

• de nombreux petits déplacements dispersés des fréquences ;
• une faible cohérence haplotypique par rapport à une véritable arête d’ascendance ;
• un enrichissement en annotations pertinentes pour les caractères (bien que l’examen d’annotations liées à la « cognition » soit lui-même périlleux).

C’est ici qu’il faut être extrêmement prudent : les signaux de sélection polygénique sont notoirement sensibles à la stratification et aux biais des études d’association pangénomique (ce qui a été démontré de manière particulièrement nette pour la taille) (Sohail et al. 2019). Dans sa version steelman, cette prudence est un atout : l’hypothèse prédit un signal biaisé vers certaines annotations, tout en admettant que des tests naïfs fondés sur les études d’association pangénomique produiront des faux positifs.

Prédiction 4 : instabilité de l’espace des modèles — BE apparaît parce qu’elle constitue un absorbeur commode#

Si BE est réelle, la nécessité de l’inclure devrait être robuste dans différents espaces de graphes raisonnables. Si BE absorbe des résidus induits par la sélection, alors :

• de nombreux graphes différents s’ajusteront de manière similaire ;
• la position de BE et sa proportion estimée pourront varier en fonction des choix de modélisation ;
• et BE devrait être particulièrement sensible à l’ascertainment des SNP et au filtrage.

Cela concorde avec la mise en garde générale selon laquelle de nombreux graphes d’admixture qualitativement différents peuvent ajuster les mêmes statistiques f, de sorte que leur interprétabilité exige des vérifications de robustesse, et non un unique « meilleur graphe » (Maier et al. 2023).

Un tableau comparatif concret : fantôme d’ascendance contre mirage de la sélection#

Comment tester réellement cette hypothèse (sans tricher)#

Ce qui suit est un « plan expérimental » steelman visant à réfuter l’hypothèse si elle est fausse.

Test A : statistiques f partitionnées et ajustement de graphes#

Calculer les profils de statistiques f4 pertinents pour BE (y compris les statistiques d’affinité néandertalienne utilisées par Lazaridis) sur :

1. des fenêtres à forte recombinaison, éloignées des gènes ;
2. des fenêtres à faible recombinaison / fortement enrichies en gènes ;
3. des contrôles appariés pour le contenu en GC et la mappabilité.

Si BE est un mirage de la sélection, la taille de l’effet devrait être dépendante de la partition.

(Pourquoi nous nous attendons à une dépendance à la partition repose sur la confusion bien documentée qu’introduit la sélection liée dans l’inférence démographique : Schrider et al. 2016.)

Test B : pente de la série temporelle ancienne#

Au sein de lignées du Levant, d’Iran et d’Anatolie couvrant l’Épipaléolithique → le Néolithique → l’âge du Bronze, estimer si les résidus de type BE augmentent de manière monotone ou ponctuée, sans qu’une explication parcimonieuse par le seul mélange soit possible.

Ce test utilise le même type de données que celui ayant motivé BE, mais pose une question différente : « le signal se comporte-t-il comme une ascendance ou comme une sélection variant au cours du temps ? » (Lazaridis et al. 2016).

Test C : paysage des segments archaïques contre « proportion BE »#

Si BE est réelle, la diminution de l’ascendance néandertalienne devrait principalement suivre les proportions d’ascendance (par dilution). Si BE est un mirage de la sélection, nous prédisons :

• une diminution plus forte à proximité des régions fonctionnelles conditionnellement à la proportion archaïque globale ;
• et une divergence plus forte dans les distributions des segments archaïques chez les lignées proche-orientales / ouest-eurasiennes.

Le paysage de référence de la diminution de l’ascendance néandertalienne autour des gènes est bien établi (Sankararaman et al. 2014), et le cadre de la sélection purificatrice est explicite tant chez Juric que chez Harris/Nielsen (Juric et al. 2016; Harris & Nielsen 2016).

Test D : triangulation entre méthodes concurrentes (vérification de cohérence avec qpAdm, faibles probabilités a priori préalables à l’étude)#

L’hypothèse prédit une fragilité : si BE absorbe un biais, les chaînes d’analyse qui examinent de manière intensive de nombreux modèles d’admixture peuvent présenter des taux de faux positifs gonflés, à moins d’être soigneusement contrôlées.

Des évaluations récentes de l’examen de modèles avec qpAdm dans des contextes complexes soulignent les problèmes de performance et de faux positifs lorsque l’espace des modèles est vaste et que les probabilités a priori préalables à l’étude sont faibles (Flegontova et al. 2025; Williams et al. 2024).

Interprétation steelman : BE pourrait être « découverte » en partie parce que l’écosystème analytique favorise les composantes de graphe qui améliorent l’ajustement, même lorsque de nombreux graphes s’ajustent de manière équivalente et que la sélection constitue un processus non modélisé.

Ce que ce raisonnement steelman ne prétend pas#

Pour que l’hérésie reste honnête :

• Elle ne prétend pas que la sélection puisse faire surgir de nulle part une structure de populations arbitraire remontant à des temps très anciens.
• Elle ne prétend pas que BE est fausse ; elle affirme que le fantôme BE particulier peut être un absorbeur commode du modèle.
• Elle ne repose pas sur des arguments naïfs de « sélection polygénique en faveur du QI » ; ceux-ci sont empiriquement fragiles et facilement confondus par la stratification (Sohail et al. 2019).

Elle avance une thèse plus étroite et plus incisive :

Dans un monde soumis à une sélection massive, structurée et polygénique de la cognition, ainsi qu’à une purge variable au cours du temps de la charge archaïque, un modèle de graphe d’admixture fondé uniquement sur la dérive est structurellement contraint d’inventer une ascendance fantôme pour rendre compte d’une covariance systématique qu’il ne peut représenter.

FAQ#

Q 1. Si BE est fictive, pourquoi apparaît-elle « de manière constante » ?
R. Parce que le même biais non modélisé (sélection + sélection liée + élimination archaïque) peut être constant d’une analyse à l’autre, et que les graphes d’admixture ne sont pas identifiables — de nombreux graphes s’ajustent, et un fantôme basal constitue un absorbeur particulièrement efficace des résidus structurés (Maier et al. 2023).

Q 2. La corrélation néandertalienne n’est-elle pas la preuve irréfutable d’un fantôme dépourvu de Néandertaliens ?

R. Pas de manière unique : la sélection purificatrice contre les allèles néandertaliens introgressés est largement répandue et en grande partie polygénique, de sorte que des régimes de sélection différenciés peuvent modifier les statistiques d’affinité néandertalienne sans nécessiter une dilution par une lignée distincte (Juric et al. 2016; Harris & Nielsen 2016).

Q 3. Qu’est-ce qui réfuterait rapidement l’hypothèse du mirage de la sélection ?
R. Si un signal de type BE demeure fort dans des partitions intergéniques à recombinaison élevée et se manifeste sous la forme d’une ascendance cohérente à l’échelle des haplotypes, compatible avec un événement de mélange distinct, alors l’hypothèse du mirage de la sélection s’effondre ; la sélection liée ne devrait pas dominer ces régions quasi neutres (Schrider et al. 2016).

Q 4. Quel effet le retour vers l’Afrique/les dispersions précoces a-t-il sur ce débat ?
R. Cela ajoute des voies démographiques supplémentaires susceptibles de modifier l’affinité néandertalienne et les signaux « apparentés à l’Afrique » ; si ces voies sont présentes, un graphe ne tenant pas compte de la sélection pourrait attribuer à tort leurs effets à un fantôme basal plutôt qu’à une démographie plus complexe (Chen et al. 2020; Lazaridis et al. 2016, Supplement).

Notes de bas de page#

Sources#

1. Lazaridis, I., et al. “Genomic insights into the origin of farming in the ancient Near East.” Nature 536 (2016). doi:10.1038/nature19310
2. Lazaridis, I., et al. Supplementary Information for “Genomic insights into the origin of farming in the ancient Near East.” (2016).
3. Maier, R., et al. “On the limits of fitting complex models of population history to f-statistics.” eLife (2023). doi:10.7554/eLife.85492
4. Schrider, D. R., Shanku, A. G., & Kern, A. D. “Effects of linked selective sweeps on demographic inference and model selection.” Genetics (2016). doi:10.1534/genetics.116.190223
5. Johri, P. “On the prospect of achieving accurate joint estimation of population history and the distribution of fitness effects.” Genome Biology and Evolution (2022). doi:10.1093/gbe/evac088
6. Juric, I., Aeschbacher, S., & Coop, G. “The Strength of Selection against Neanderthal Introgression.” PLOS Genetics (2016). doi:10.1371/journal.pgen.1006340
7. Harris, K., & Nielsen, R. “The Genetic Cost of Neanderthal Introgression.” Genetics (2016). doi:10.1534/genetics.116.186890
8. Sankararaman, S., et al. “The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans.” Nature (2014). doi:10.1038/nature12961
9. McArthur, E., et al. “Quantifying the contribution of Neanderthal introgression to the heritability of complex traits.” Nature Communications (2021). doi:10.1038/s41467-021-24582-y
10. Chen, L., et al. “Identifying and Interpreting Apparent Neanderthal Ancestry in African Individuals.” Cell (2020). doi:10.1016/j.cell.2020.01.012
11. Kim, B. Y., & Lohmueller, K. E. “Selection and reduced population size cannot explain higher amounts of Neandertal ancestry in East Asian than in European human populations.” American Journal of Human Genetics (2015). doi:10.1016/j.ajhg.2014.12.029
12. Sohail, M., et al. “Polygenic adaptation on height is overestimated due to uncorrected stratification in genome-wide association studies.” eLife (2019). doi:10.7554/eLife.39702
13. Flegontova, O., et al. “Performance of qpAdm-based screens for genetic admixture under complex demography and low pre-study odds.” Genetics (2025). doi:10.1093/genetics/iyaf047
14. Williams, M. P., et al. “Testing times: disentangling admixture histories in recent and complex demographic scenarios.” Genetics (2024). doi:10.1093/genetics/iyae110