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Essai d’analyse des relations génétiques entre les races
bovines françaises à l’aide du polymorphisme
biochimique
F Grosclaude, Ry Aupetit, J Lefebvre, Jc Mériaux
To cite this version:
Article
original
Essai
d’analyse
des
relations
génétiques
entre
les
racesbovines
françaises
à l’aide du
polymorphisme biochimique*
F
Grosclaude
RY
Aupetit
J Lefebvre
JC Mériaux
1
INRA,
laboratoire de génétique biochimique2
INRA, laboratoire des groupes sanguins
3
INRA, laboratoire de génétique factorielle, centre de recherches de Jouy-en-Josas, 78350 Jouy-en-Josas, France
(Reçu
le 18 octobre 1989; accepté le lerjuin1990)
Résumé - Des méthodes d’analyse phylogénétique et multivariate
(indices
de distancegénétique D et Dm de Nei, fo de Cavalli-Sforza, do de Gregorius, méthode UPGMA de
Sneath et Sokal, analyse des composantes principales et des données
centrées)
ont été mises en oeuvre pour tenter de préciser les relations génétiques existant entre 18 racesbovines françaises, auxquelles avait été adjointe la race britannique Shorthorn en raison
des introductions de son ancêtre Durham en France au siècle dernier. Les calculs ont porté
sur les fréquences géniques à 13 locus polymorphes, dont 11 locus de groupes sanguins
érythrocytaires,
le locus de la transferrine sérique et celui de la caséine {3.Cette étude conduit à
distinguer
4 sous-ensembles de races:1)
le groupe des racesdu Nord: Frisonne Pie-Noire, Flamande, Maine-Anjou, Shorthorn;
2)
le groupe des racesdu Centre et du Sud-Ouest : Charolaise, Ferrandaise, Limousine, Salers, Aubrac, Blonde
d’Aquitaine; 3)
un groupe comprenant à la fois des races de l’Ouest : Bretonne Pie-Noire,Parthenaise, et de l’Est :
Vosgienne,
Montbéliarde, Pie-Rouge de l’Est, Brune, Abondance et Tarine;4)
la seule race Normande. Ces subdivisions se raccordent de manière cohérenteaux rameaux correspondants de l’arbre phylogénétique des races européennes de Manwell et Baker
(1980).
Les aspects les plus inattendus de ces résultats sont l’apparentement de la race
Charolaise avec les races blondes du Sud-Ouest, plutôt qu’avec les races jurassiennes, ainsi que le regroupement des races Bretonne Pie-Noire et Parthenaise avec les races de
l’Est, qui rappelle toutefois des éléments de la classification de Dechambre
(1913).
Les plus fortes variances entre races des fréquences géniques s’observent aux locus degroupes
sanguins
érythrocytaires C, S, puis A, ainsi qu’au locus de la caséine {3. Dansl’analyse en composantes principales, ce sont également des allèles des locus C, A et {3-Cn
qui donnent les valeurs les plus élevées du coefficient de corrélation
(0,85
à0,98)
avec les 3 premières composantes. L’analyse des données centrées fait apparaître un parallélismeétroit entre les évolutions, en fonction de la première variable canonique, des fréquences
*
de
C
c
’
et de,
AI
/j-Cn
qui se font sensiblement selon un gradient sud-nord, ainsi qu’entreCil A2 2
celles, en sens inverse, de
C
l
et
de3-Cn .
bovin / races françaises / race Shorthorn / polymorphisme biochimique / distance
génétique / phylogénie
Summary - Tentative analysis of genetic relationship between French cattle breeds
using biochemical polymorphism. Methods
of
phylogenetic and multivariate analysis(measures of
genetic distance D and Dm of Nei, fo of Cavalli-Sforza, do of Cregorius,UPGMA method of Sneath and Sokal, principal components
analysis)
were carried out for a tentative clarification of the relationship between 18 French breeds. Those methods wereapplied using gene frequencies calculated for 13 polymorphic loci, including 11 blood group
loci, the locus of blood serum transferrin, and that of {3-casein. The British Shorthorn was
also included in the analysis because its Durham ancestor had been introduced to some
French regions during the last century.
The results permit a subdivision to be made of the 19 breeds into 4 subsets:
1)
a group of Northern breeds: Frisonne Pie-Noire, Flamande,Maine-Anjou,
Shorthorn; 2)
Central and South-Western breeds: Charolaise, Ferrandaise, Limousine, Salers, Aubrac,Blonde
d’Aquitaine; 3)
Western and Eastern breeds: Bretonne Pie-Noire, Parthenaise, andVosgienne, Montbeliarde, Pie-Rouge de l’Est, Brune, Abondance, Tarine;
4)
the Normande breed alone. Those subdivisions may be linked in a coherent manner with branches of thephylogenetic tree for European cattle breeds, which was proposed by Manwell and Baker
(1980).
Unexpectedly, the Charolaise is connected with the South- Western Blonde breeds rather than with the Simmental type cattle. The association of the Bretonne Pie-Noire and Parthenaise with the Eastern breeds is in accordance with the classification suggested by Dechambre
(1913).
The highest between-breed variances
of gene
frequencies were observed for the C, S andA blood group loci, as well as at the {3-casein locus. In the principal components analysis,
alleles of the C, A and !3-casein loci also gave the highest values for the correlation
coefficient
(0.85-0.98)
with the3 first
components. Centred data analysis brought out aclose parallelism between the evolution, as a function
of
thefirst
canonical variable, of thefrequencies for
C
Cl
and{
3-Cn
A
1,
increasingalong
a south to north axis, andof
thosefor
I A2
C !
1 and {3-Cn ,
decreasing
along the same axis.cattle / French breeds / British Shorthorn breed / biochemical polymorphism /
genetic distance / phylogeny
INTRODUCTION
La création des livres
généalogiques
des races bovinesfrançaises,
qui
marque la naissance ofhcielle de ces races, s’est faite àpartir
de 1864(Charolaise)
et, pour lamajorité
d’entreelles,
entre 1880 et 1914. La diversité dupeuplement
bovin de notrepays dans cette seconde moitié du XIXe siècle est illustrée par la
monographie
deSanson
(1884)
qui
nerépertorie
pas moins de 36«variétés»,
rattachées à 6grands
groupes d’extension
européenne.
En1963,
l’ouvrage
deQuittet distingue
encore 30 races d’effectifs il est vrai trèsinégaux
(de
3 millions d’animaux pour la raceNormande à
quelques
dizaines de milliers pour les races Bleue duNord,
Fromentdu
Léon,
Villard deLans, Pyrénées
centrales etMézenc).
On a assistédepuis
àune évolution
spectaculaire,
dominée par l’ascension de la race FrisonnePie-Noire,
elle-même
progressivement
envahie par lesgènes
de la souche Holstein(Colleau
et1987,
quequelques
centaines,
voirequelques
dizaines d’animaux: BretonnePie-Noire:
456;
Ferrandaise:217;
Villard-de-Lans:125;
Froment du Léon:27;
etc(Avon,
1989).
Pour tenter
d’enrayer
cettetendance,
des programmes de conservation ont étémis en
place
avec,depuis
1976,
une aide financière du ministère del’Agriculture;
ilsconcernent actuellement une
quinzaine
de races depetits
ou trèspetits
effectifs(Avon, 1989).
Le fait que chacune de ces interventionsreprésente
un certaincoût amène naturellement à
s’interroger
sur le choix des racesqualifiées
pour enbénéficier. Il
paraît
judicieux
de concentrer les efforts sur cellesqui présentent,
parrapport aux races
dominantes,
un réeldegré d’originalité.
Lesquestions
qu’on
se pose dans ce domaine suscitent un nouvel intérêt pour les recherches concernantl’origine
des races et leurs relations deparenté.
Il existe toute une série de
monographies
consacrées aux races bovinesfrançaises,
dues pour les unes à des chercheurs de
profession
(Vissac,
1970,
pourl’Aubrac,
Bougler
et LeLiboux,
1973,
pour laCharolaise,
etc),
pour les autres à des amateurs(Vernier,
1953,
pour laMontbéliarde, Sarrazin,
1962 pour laNormande,
etc).
Toutefois,
pour cequi
concerne le classement des racesfrançaises
selon leursorigines,
2 auteursseulement,
Sanson(1884)
etBaron,
cité par Dechambre(1913),
ont, selon Denis
(1983),
«fait ceuvreoriginale
etscientifique».
Le classement deSanson se fonde sur des mesures
craniométriques,
celui de Baron sur un ensemblede caractères
morphologiques (profil
crânien, proportions,
format,
secondairementphanères
etaptitudes).
La variabilité
génétique
existant dans lespopulations
peut être mesurée par destechniques
deplus
enplus
diverses etperformantes.
Ondispose
enparticulier
dedonnées assez
complètes
sur lepolymorphisme
des groupessanguins,
de certainesprotéines
sériques
et desprotéines
du lait dans nombre de races bovines. Ces donnéesont été mises à
profit
pour tenter depréciser
les relationsgénétiques
existant entre races autrichiennes(Kidd
etPirchner,
1971),
ibériques
(Kidd
etal,
1982;
Gonzalezet
al,
1987),
italiennes(Astolfi
etal,
1983),
allemandes(Graml
etal,
1986).
Pour ce
qui
est des étudesdépassant
le cadre d’un seul pays, Kidd(1969)
atenté de
préciser
les relations existant entre 18 racesd’origines
diverses,
n’incluant comme racefrançaise
que la seule Charolaise. Plusrécemment,
en se basant surles
fréquences alléliques
à 10 locuspolymorphes
deprotéines
du sang et dulait,
Manwell et Baker(1980)
ont établi l’arbrephylogénétique
de 10 groupes raciaux(3
zébus,
7taurins)
définis(Baker
etManwell,
1980)
àpartir
de critèresindépendants
de l’informationbiochimique.
Les 7 groupes taurins considérés par ces auteurs sont définis comme suit:1)
Nord-Européen:
races scandinaves etanglaises;
2)
Piedes Plaines:
Pie-Rouge
et Pie-Noire de la zone nord du continenteuropéen;
3)
Brachyceros
rougeeuropéenne
incluant enprincipe
laFlamande;
4)
Brachyceros
des îles de la Manche: incluant la Normande et les races
bretonnes;
5)
Brachyceros
des hauteurs
(Pie-rouge
del’Est,
Montbéliarde,
Brune desAlpes,
Tarentaise,
nombreuses races de
l’Europe
centrale et du pourtourméditerranéen;
6)
mixtePrimigenius-Brachyceros: Charolaise,
Limousine,
Blonded’Aquitaine,
Parthenaise,
autres races du Sud de
l’Europe;
7)
Primigenius :
races àlongues
cornesibériques
et
podoliques.
que les 10 groupes raciaux de taurins ou zébus se
placent
dans des zonesremarqua-blement
proches
de leur centreprésumé d’origine
et de diversification. C’est ainsiqu’en plaçant
lefoyer
du groupenord-européen
enÉcosse,
celui du groupe Pie des Plainesprès
de laBaltique,
à la frontièregermano-polonaise,
et celui du groupe desîles de la Manche sur ces
îles,
la brancheprincipale
de l’arbrephylogénétique
suit le bassin duDanube,
le centre du groupePrirrcigenius
seplace
près
de laPodolie,
celui du groupe mixtePrimigenius-Brachyceros
vers la côteyougoslave,
celui du groupeBrachyceros
des hauteurs sur l’Autriche occidentale et celui du groupeBrachyceros
rouge enPologne
méridionale(Manwell
etBaker,
1980).
Ainsi,
même si certainsaspects peuvent être discutés
(mode
dedécoupage
des groupesraciaux, point
dedivergence
entre rameauxPriynigenius
etBrachyceros
localisé sur la côtebulgare
et non en Elam et Sumer comme le proposeEpstein,
1971),
le travail de ces auteursaboutit à des résultats d’une cohérence assez
frappante.
Aucune
analyse
d’ensemble n’a été effectuéejusqu’ici
sur les racesfrançaises,
qui ont seulement fait
l’objet
de 2 étudespartielles,
celle de Grosclaude et Millot(1962)
sur la raceMontbéliarde,
et celle deBouquet
et Grosclaude(1968)
sur la raceFlamande, qui
comporteégalement
des données sur la Frisonne Pie-Noire. Leprésent
travail tented’établir,
àpartir
des données relatives à 13systèmes
poly-morphes,
les relationsgénétiques
existant entre 18 races actuellementreprésentées
en
France, auxquelles
a étéadjointe
la Shorthornanglaise
(anciennement Durham)
compte tenu de son
introduction,
au siècledernier,
dans certaines de nos races.MATÉRIEL
ETMÉTHODES
Systèmes
génétiques polymorphes
L’analyse
faitappel
aupolymorphisme génétique
des 11systèmes
de groupessanguins érythrocytaires
connus chez les bovins(A,
B,
C,
F, J, L, M, S, Z,
R’,
T’),
de la transferrinesérique
(T f )
et de la caséine/!
(
0
-Cn) (tableau I).
Ces 13systèmes
sontgénétiquement indépendants
(Larsen, 1971).
Pour éliminer l’incidence de la recombinaison au sein des 2systèmes complexes
B etC, qui
sont vraisemblablementcodés l’un et l’autre par
plusieurs gènes
étroitement liés(Grosclaude
etal, 1979;
Guérin et
al,
1981),
lepolymorphisme
de cessystèmes
a étésimplifié
et ramené à cequi peut être assimilé à de véritables séries
alléliques.
Lesystème
C est ainsi réduit à un ensembletétra-allélique,
par regroupement desphénogroupes
(haplotypes)
comportant
respectivement
les facteursantigéniques Ci, C
2
,
C!’
etC2 ,
dont lesdéterminants
génétiques
sont trèsproches,
voireallèles,
selon la carte dusystème
établie par Guérin et al
(1981).
Demême,
lesystème
B a été réduit à 6 allèles parregroupement des
phénogroupes
comportantrespectivement
G
l
,
Il, K, P
I
,
T,
J&dquo;,
dont les déterminantsgénétiques
sontégalement
trèsproches
selon la carteproposée
par Grosclaude et
al(1983),
unseptième
allèlereprésentant
lesphénogroupes
necomportant aucun de ces facteurs.
Toutefois,
dans certaines races, 2 de ces facteursantigéniques
peuvent coexister dansquelques
phénogroupes
rares( f
<0, 005);
lesphénogroupes
comportant I1K etG
1
K
ont été arbitrairement classés avec le groupeallélique
(K),
7
i
’T
avec(T)
et1
G
1
I
avec(G
i
).
L’ensembleallélique
ainsi défini avecles 13
systèmes génétiques
retenus compte au total 51allèles,
soit 38 variablesTechniques d’analyse
La
description
des réactifs de groupessanguins
utilisés et celle de latechnique
d’analyse
sont données en détail dans Grosclaude et al(1979).
A noter que lefacteur
antigénique
F16 apris,
depuis, l’appellation
de J&dquo;. Lepolymorphisme
de latransferrine a été mis en évidence par
électrophorèse
engel
d’amidon selon Ashton(1965),
celui de la caséine,Q
parélectrophorèse
engel
d’amidon etd’acrylamide,
comme décrit par Grosclaude et al
(1974).
Races
Le tableau II donne la liste des 19 races
considérées,
dontl’implantation
géogra-phique,
selonQuittet (1963),
est schématisée dans lafigure
6. Certaines d’entre elles sontd’origine
étrangère
relativementrécente,
ettoujours
alimentéesd’apports
génétiques étrangers
(Frisonne
Pie-Noire,
Brune,
Pie-Rouge
del’Est).
La race(1)
Selon Rausch et al, 1967.Lapparent,
1914).
Cinq
autres races pourlesquelles
les données restentincomplètes
n’ont pas été
prises
en considération(Bazadaise,
Corse,
Froment duLéon,
Gas-conne, Villard deLans).
Echantillonnage
La collecte de données en vue de ce travail s’est étalée de 1963 à 1986
(tableau II).
Les échantillons d’animaux ont été
uniquement
constitués de femellesadultes,
lesrésultats concernant les
pères
et lesproduits
ne servantqu’à l’interprétation
desgénotypes
maternels. Dans une même race, lesprélèvements
de sang et de lait ontsouvent été obtenus à
partir
d’échantillons différents. Dans le cas dessystèmes
sanguins,
les donnéesproviennent
soit desondages
spécifiques
(races
Frisonne Pie-Noire etVosgienne
parexemple),
soit des fichiers du serviced’analyse
des groupessanguins
(contrôles
defiliations).
Pour les races degrand
effectif(Normande,
Charolaise, Montbéliarde,
Limousine,
etc)
l’échantillon est alors un extrait del’ensemble des données
existantes,
constitué de manièreaussi représentative
quepossible
pour l’aire d’extensionprincipale
de la race et pour unepériode
biendéfinie;
pour les races de faible
effectif,
il peut par contrereprésenter
l’ensemble des résultatsdisponibles,
souvent cumulés surplusieurs années,
etcorrespond parfois
à une bonnepartie
des animaux encore inscrits au Livregénéalogique
de la race(Ferrandaise,
BretonnePie-Noire,
Vosgienne).
Seuls ont étépubliés
jusqu’ici
des résultats sursur la caséine
/3
(Grosclaude, 1988).
Lesprélèvements
de sang et de lait de la raceShorthorn
proviennent
d’élevages dispersés
enAngleterre (du
Yorkshire au nord auSomerset au
sud)
et au pays de Galles(Dyfed).
Détermination des
fréquences alléliques
Les
fréquences
alléliques
ont étécalculées,
comme dansBouquet
et Grosclaude(1968),
par comptage direct pour lessystèmes génétiques
où tous les allèles sont codominants(F,
T f,
,!-Cn),
par la méthode de la racine carrée pour lessystèmes
bi- ou
tri-alléliques
comportant un allèle«négatif
» (A, J, L, M, Z, R’,T’)
et par la méthode itérative deCeppellini
et al(1956)
pour lessystèmes
complexes
(B, C
et S).
Distances
génétiques
Quatre
des différentes formulesproposées
dans la littérature pour mesurer ladistance
génétique
entre 2populations
àpartir
defréquences géniques
ont étéappliquées, parallèlement,
aux données de cette étude: l’indice de distancestandard,
D,
de Nei(1972),
l’indice de distanceminimale,
D!,,
du même auteur(Nei, 1973)
et l’indice Fo de Cavalli-Sforza
(1969),
lesquels
ont été couramment utilisés pard’autres auteurs, ainsi que l’indice de distance
«absolue», d
o
,
deGregorius
(1984).
Si r est le nombre de locus
considérés,
mj le nombre d’allèlesau j
e
locus,
x2! et y2!les
fréquences
du il allèleau j
e
locus dans lespopulations
X etY,
ces 4 indices dedistance s’écrivent comme suit : &dquo;
-
avoir des
propriétés métriques,
enparticulier
satisfaire au« principe
d’inégalité
dutriangle»
(D(X, Y) <
D(X, Z)
+D(Z, Y));
- donner
une valeur
maximale,
de1, lorsque Ex
i
y
2
=0;
- ne
dépendre
que des allèles communs aux 2populations comparées;
- donner
une valeur décroissant linéairement
jusqu’à
0lorsqu’on déplace
linéai-rement unepopulation
vers une autre.L’indice
d
o
satisfait à toutes cesconditions,
contrairement aux autres indicesqui,
enparticulier,
ne sont pasmétriques.
Toutefois Nei et al(1983)
soulignent
que la non-métricité de D est due au caractère
stochastique
des substitutionsgéniques,
et que D estasymptotiquement
métrique.
Parailleurs,
siD
m
etd
o
tendent bien vers
1,
fo
tend vers 4 et D n’est pas borné. Il est bien connu queces différentes
formules, appliquées
aux mêmesdonnées,
peuvent amener à desconclusions différentes. A titre
d’exemple,
f
o
est fortement sensible au nombred’allèles de faible
fréquence;
pour les mêmespopulations,
sa valeur tend donc à varier avec la taille des échantillons(Nei
etal,
1983).
De manièregénérale,
on peut penser que les discordances entre indices dans les résultats s’observerontplutôt
pourles races au statut le
plus
incertain,
comme celles situées à l’interface de 2 groupesphylogénétiques
différents.La
représentation
endendrogrammes
des relations entre races a été établie parla méthode «UPGMA» de Sneath et Sokal
(1973).
Calculs
Les calculs ont été effectués sur ordinateur IBM 3083 EX à l’aide de programmes
existants
(M Nei)
ou créés à cet effet.L’analyse
des coordonnéesprincipales
(Gower, 1966)
de la matrice des distances obtenues avec la formule deGregorius
et celle des données centrées(Lefebvre, 1983)
ont été effectuées sur micro-ordinateurWANG 2200 LVP à l’aide des programmes de Lefebvre et al
(1981).
L’analyse
encomposantes
principales
a été effectuée sur ordinateur IBM 3083 EX à l’aide dulogiciel
SAS(SAS
InstituteInc,
Cary NC,
27511,
USA).
RÉSULTATS
Hétérogénéité
desfréquences alléliques
entre racesLa
figure
1donne,
pour chacun des m — 1 allèlesindépendants
dechaque locus,
2 _ la valeur du rapport deWahlund,
=
——
=
-
oùf
est la moyenne etQ
2
la
variance1
des
fréquences
alléliques
dans les races considérées. Ce rapport mesure ledegré
d’hétérogénéité
entre ces races. Lesplus
fortes valeurs de ceparamètre
s’observentpour des allèles des locus des groupes
érythrocytaires
C etS,
et du locus de lacaséine
!i,
et, en secondlieu,
pour des allèles des locus de groupesérythrocytaires
A et B. Certains de ces allèles(C&dquo;,
C
c
’
l
’,
Su’,O-Cn A’ O-Cn A2 @AA)
se rencontrentRelations
génétiques
entre racesLa
figure
2 donne lesreprésentations
endendrogrammes
obtenues àpartir
des matrices des distancesgénétiques
calculées à l’aide des indicesD, D,,,, d
o
etfe.
On constate que Dm et do conduisent à des résultats très voisins
qui
amènent àdistinguer
4 groupes de races:-
un groupe de races du Nord
(Maine-Anjou,
Flamande,
FrisonnePie-Noire,
Shorthorn);
-
un groupe de races du Centre et du Sud-Ouest
(Charolaise,
Ferrandaise,
Blonded’Aquitaine, Aubrac,
Salers, Limousine);
-
un groupe comprenant des races de l’Est
(Vosgienne,
Montbéliarde, Brune,
Pie-Rouge
del’Est, Tarine,
Abondance)
et de l’Ouest(Bretonne
Pie
-
Noire,
Parthenaise)
que nous
appellerons
groupe de l’axe est-ouest;- la
race Normande seule.
Les résultats les
plus inattendus,
sontl’apparentement
de la race Charolaise avecde l’axe est-ouest, de la Bretonne Pie-Noire avec la Brune et la Tarine. L’indice D donne un
dendrogramme
peu différent où la Shorthorns’éloigne
toutefois desautres races et où la
Vosgienne
se rattache au groupe des races du Nord.Enfin,
à côté d’une similitude
d’ensemble,
l’indicef
o
conduit àquelques
différencesqui
concernent notamment la
position
des 2 races del’Ouest,
Parthenaise et BretonnePie-Noire:
- la Parthenaise
se retrouve ici dans le groupe des races du Centre et du
Sud-Ouest, proche
de laLimousine;
- la Bretonne Pie-Noire
est
proche
de la Flamande et de la FrisonnePie-Noire,
ces 3 races se rattachant ensuite au groupe des races de l’Est.Par
ailleurs,
par rapport à Dm et,
o
d
f
o
conduit à détacher la Flamande et laFrisonne Pie-Noire de la
Maine-Anjou
et laShorthorn,
ces 2 dernières restant bienséparées
de l’ensemble des autres races.La
figure
3a donne lareprésentation
des résultats del’analyse
en coordonnéesprincipales
de la matrice des distances obtenues avec l’indiced
o
,
qui
est,rappelons-le,
une mesuremétrique.
Lafigure
3b donne les résultats del’analyse
encompo-santes
principales
àpartir
de la matrice des variances et covariances desfréquences
alléliques.
Les conclusions de cetteanalyse
sont très voisines de celles obtenues avecles indices de distance
d
o
et D. On note, enparticulier,
que la Parthenaise estproche
de laMontbéliarde,
et que la Bretonne Pie-Noire est presque accolée à la Brune.Analyse
dupouvoir
discriminant des allèlesDans
l’analyse
en composantesprincipales,
les 3premières
composantes rendentcompte de 72% de la variabilité totale
(tableau III).
On note les très fortes corrélations existant entre ces composantes et des allèles dessystèmes
C(1re
le
système
B faitpartie
dessystèmes
dont les allèlesconduisent,
pour le coefficientde corrélation avec les composantes
principales,
à des valeurs relativement faibles.celles-ci,
ainsi que l’influence des divers allèles sur lespositions
des races(fig 4).
Les 3premiers
axescanoniques
rendent compterespectivement
de47,8%, 12,9%
et10,4%
de la variabilité totale(71,1%
pourl’ensemble).
Aux 2 extrémités dupremier
axe, se
projettent
d’une partC
l
et
(3-Cn ,
d’autre partCe’ et
(3-C
n
.
Sur cetaxe, Salers et Aubrac sont très
proches,
etprès
dupremier
groupe devariables,
Shorthorn et
Maine-Anjou près
du second groupe. Lafigure
5 traduit leremarquable
parallélisme
entrel’évolution,
en fonction de lapremière
variablecanonique,
deC°
1
et(3-CnAI,
ainsi quecelle,
en sensinverse,
et encoreplus étroite,
deCC!’
et,0-CnA2.
Le deuxième axe est déterminé essentiellement(fig 4)
parA
A
,
opposé
à(
3-C
n
B
,
S
ss
&dquo;
x
’,
R,R’
etS
H
’.
Sur le troisième axe(non
représenté)
(
3-Cn
B
,
puis
A
A
,
Tf
A
etJ!
s’opposent
àF
F
,
TF
D
et,Q-CnA2.
La Normandes’y
détache nettement,en raison surtout de sa forte
fréquence
de.
(
B
3-Cn
Par contre,l’étagement
sur le troisième axe des races FrisonnePie-Noire,
Maine-Anjou
et Shorthorn(voir
fig
3a)
est dû à leurs différences de
fréquences
pourT f
A
,
AA
etJ!;
ce sont essentiellementles mêmes allèles
qui
discriminent les races Aubrac et Salers sur ce troisième axe.DISCUSSION
(blé
etorge),
Ammerman et Cavalli-Sforza(1971)
ont conclu que l’extension del’agriculture
s’étaitfaite,
àpartir
duProche-Orient,
de 8000 à 5500 environ avantJ-C,
selon un processus de vague d’avancée(&dquo;wave
ofadvance&dquo;)
entretenu par lapoussée
démographique,
aurythme
moyen de 1km/an.
A côté d’une diffusionsur tout le pourtour
méditerranéen,
laprogression
humaine dunéolithique
enEurope
s’estdéployée
suivant un axe orienté du sud-est vers lenord-ouest,
enempruntant au
départ
la voie danubienne(Dolukhanov, 1971).
On pense que la vaguenéolithique
humaine a absorbéprogressivement
lapopulation mésolithique
préexistante.
Dansl’hypothèse
où les 2populations
présentaient,
audépart,
desdifférences de
fréquences géniques,
le processusd’absorption
devait se traduire par la mise enplace
d’ungradient
defréquences
caractérisé,
aufoyer d’origine,
par desvaleurs
plus proches
de celles du groupenéolithique primitif,
et, à lapériphérie,
par des valeurs
rappelant
celles du groupemésolithique. L’analyse
en composantesprincipales
de l’information collectée pour 38 allèlesindépendants,
appartenantà 10 locus
(groupes
sanguins,
histocompatibilité, protéines
sanguines),
met bienSelon
Epstein
(1971)
etEpstein
et Mason(1984),
lespremiers
bovinsdomestiqués
l’ontété,
vers 6000 avantJ-C,
soit dans les Balkans àpartir
de l’aurocheuropéen
(Bos
primigenius
primigenius),
soitplus
vraisemblablement en Asie du Sud-Ouest(Mésopotamie)
àpartir
de l’aurochasiatique
(Bos
P
rimigenius
namadicus).
Ils’agissait
d’animaux àlongues
cornes, ressemblantbeaucoup
à des types encoreactuels
(Highland
d’Ecosse,
bétail àlongues
cornes duPortugal,
bétailgris
dessteppes),
etqui
se sontrépandus
tout aulong
des rives de la Méditerranée enmême temps que le type humain méditerranéen. Plus
tard,
vraisemblablement dans le courant du 4emillénaire avantJ-C,
des bovins à cornes courtes(Bos Brachyceros)
ont été
sélectionnés,
sans doute àpartir
desprécédents,
dans la mêmerégion
(Sumer,
Elam),
à l’occasion d’une révolution urbaine poussant audéveloppement
de laproduction
laitière. Ces bovins à cornes courtes ont ensuite envahil’Europe,
et, dès 3000 avantJ-C,
ils ontprédominé
sur les bovins àlongues
cornes, si l’on enjuge
par lesvestiges
archéologiques
despalafittes
suisses.Fait
remarquable,
le travail de Manwell et Baker(1980),
présenté
dansl’introduc-tion,
dégage
un axe de diffusion des bovinsdomestiques
orienté du sud-est vers lenord-ouest
qui
se superpose à l’axe de diffusion del’agriculture
ainsiqu’au gradient
de
fréquences principal
despopulations
humaineseuropéennes.
On aboutit ainsià un ensemble de conclusions d’une cohérence assez
frappante. Toutefois,
comptetenu des dates
proposées
pour la diffusion del’agriculture
(8000
à 5500 avantJ-C)
et la domestication des bovins
(6000
à 4000 avantJ-C),
l’avancée des bovinsdo-mestiques
enEurope
a été nettementpostérieure
à celle de lapremière agriculture
(céréales
cultivées).
Enfait,
ces deuxexpansions, parties
de la mêmerégion,
ontdû,
toutnaturellement,
emprunter la même voie depénétration.
La littérature consacrée aux
origines
des racesfrançaises
est unmélange plus
ou moins inextricable demythes, d’hypothèses
vraisemblables et de faits avérés. Aure-gistre
desmythes,
on citera le rôlesupposé
de bétail amené par leslégions
romaines dans la création de la race bovine Charolaise(Friend,
1978),
comme d’ailleurs dans celle d’une raceéquine -
d’une autrerégion -
la Boulonnaise(Quittet
etBlanc,
1974).
Demême,
selon Denis(1983),
l’origine
scandinave de la race Normandepourrait
bien être unmythe
ayantpris
naissance au 19! siècle. Eneffet,
commel’apport viking
n’aurait été que de «500 colons pour unepopulation préexistante
de 100000Celtes, Saxons,
Francs etMéditerranéens»,
on peuts’interroger
a for-tiori sur l’influencegénétique
des bovinsqu’ils
ont pu amener. Enfait,
il estdéjà
difficile
d’apprécier
lesconséquences génétiques
de faits reconnus. On neprendra
pourexemple
que l’incertitudequi
règne
surl’impact
réel des introductions dere-producteurs
Durham effectuées dans certaines races iln’y
aguère
qu’un
siècle à unsiècle et demi. Enfin le souci de respecter des standards de race, à la même
époque,
s’est traduit par une sélection en faveur de certains caractères extérieurs
(couleur,
morphologie
de latête)
qui
a pu accentuer, entre races, des ressemblances ou desdissemblances,
et conduire ainsi à une mauvaiseappréciation
dudegré
deparenté
vrai entre leurs ensembles
géniques
respectifs.
Il est certain que la création des races actuelles n’a pas été un processus
simple,
et il est difficile depréciser quand,
comment et avecquel
degré
le processus dedivergence
entre races a été brouillé par desphénomènes
inverses de fusion oud’immigration.
Lareprésentation
des relations entre races par undendrogramme
points,
à des conclusions inexactes. Parailleurs,
si les biaisd’échantillonnage
sontprobablement réduits,
compte tenu desprécautions
prises
dans la constitutiondes
échantillons,
le nombre de locuspris
en compte(13),
quoique comparable
à celui de
beaucoup
d’autresétudes,
est relativement limité(Nei
etal,
1983).
Dans ces
conditions,
les résultats de notreanalyse
doivent êtreinterprétés
avecprudence.
On considérera donc surtout lesregroupements
de races,plutôt
que la structure détaillée desdendrogrammes.
A noter que l’inclusion de la race Shorthorn constituait un test defiabilité,
compte tenu des certitudes que l’on a sur le rôleimportant qu’elle
ajoué,
au siècledernier,
dans la création du bétailMaine-Anjou.
Le regroupement observé de la Shorthorn et de laMaine-Anjou
rassure donc sur lafiabilité de la
méthode,
tout au moins pour des événements relativement récents.L’appartenance
de la Charolaise au groupe du Centre et du Sud-Ouest peutsurprendre, puisque
cette race estgénéralement
considérée commed’origine
juras-sienne.Toutefois,
selonBougler
et Le Liboux(1973),
la Charolaise s’estprogressi-vement différenciée à
partir
de lapopulation
à robe blanche dominantequi occupait
le Nord de la France
jusqu’aux
limites du Jura. Les autres rameaux de cettepo-pulation
(Bressane, Fémeline)
ontdepuis
étéabsorbés,
principalement
par la racePie-Rouge
de l’Est. Or la raceFémeline,
dont l’aire d’extension se situait à l’estde celle de la
Charolaise,
doncplus près
des racesjurassiennes,
est classée parDe-chambre
(1913)
avec les races blondes(groupe
des racesconvexilignes
médiolignes).
Le rattachement de la race Charolaise au groupe du Centre et du Sud-Ouestparaît
solidementétayé
par nos résultats. Parmi les élémentsqui
caractérisent ce groupefigure
lafréquence
élevée ducouple
d’allèles’
UH
S
etS
vv
&dquo;
x
’
déterminant le fac-teur U(Charolaise
=0,34;
Blonded’Aquitaine:
0,32;
Aubrac:0,31;
Salers:0,29;
Limousine:
0,25;
Ferrandaise:0,24)
contre0,04
enPie-Rouge
de l’Est et0,01
enMontbéliarde par
exemple.
L’allèle5’!!&dquo;! ,
enparticulier,
dont lafréquence
estmaximale en race Charolaise
(0,32),
est rare en Montbéliarde(0,04)
etparaît
ab-sent en
Pie-Rouge
de l’Est. Parailleurs,
l’allèleA
AZ
’
courammentprésent
chez lezébu,
mais absent dans toutes les racesnordiques,
atteint safréquence
maximale en race Charolaise(0,22),
assez loin devant l’Aubrac(0,13),
la Ferrandaise(0,08),
la Blonded’Aquitaine
(0,07)
et contre moins de0,01
en Montbéliarde et enPie-Rouge
de l’Est. On voit que pour des allèlesqui
contribuent à caractériser cegroupe,
la Charolaise estmême,
de toutes les races du Centre et duSud-Ouest,
cellequi
montre les différences lesplus
accusées avec les autres groupes. Bienentendu,
cetteconclusion ne peut exclure une certaine influence des races
jurassiennes;
demême,
si laprésence
de l’allèleBB!3YA’E3G’P’Q’G&dquo;1&dquo;!
accumulé en race Shorthorn(0,34
dans notreéchantillon; 0,37
aux USA selon Rausch etal,
1967)
par suite d’une fortesélection en
consanguinité
à ses«origines»
(Robertson, 1956),
est l’indice d’unap-port
Durham,
lafréquence
de cet allèle en race Charolaise(0,14),
identique
à celle de laMaine-Anjou,
atteste de la rémanence degènes
Durham.Toutefois,
comptetenu des autres
particularités alléliques
de la raceCharolaise,
les influencesjuras-sienne et
britannique
paraissent
faibles. La secondeprésence
inattendue dans cegroupe est celle de la race
Aubrac,
que Sanson(1884)
apparentait
à la ParthenaiseL’appartenance
à un même groupe, dit de l’axe est-ouest, de races duJura,
desAlpes
du Nord et de l’Ouest de la France peutégalement
étonner. Ce résultatre-coupe toutefois certaines des conclusions de Dechambre
(1913)
qui
plaçait
dans un même groupe(races «rectilignes»)
les racesbrunes,
la Parthenaise et la Bretonne(fig 6).
Plusrécemment,
Denis(1983)
lançait
l’idée que la Parthenaisepourrait
«constituer la
pointe
occidentale de laprogression
du groupe brun desAlpes».
Nos conclusions vont encore
plus
loinpuisqu’elles
fontjouer
ce rôle à la Bretonne Pie-Noire. Or ce résultat n’est pas nécessairement aberrant. Eneffet,
le peuple-ment humain del’Armorique
s’est fait pourl’essentiel,
dunéolithique
au dernierâge
du fer(époque celtique),
àpartir
ducontinent,
lebrassage
despopulations
semblant d’ailleurs avoir été moins
important
que dans le Bassinparisien
(Giot
etinfiltrations de Bretons venus
d’Angleterre,
du ve au VIIe siècle de notreère,
se soientaccompagnées
d’un apportsignificatif
de bovins(cf
ci-dessusl’interrogation
de même nature sur lesorigines
de laNormande).
D’ailleurs,
selon Falc’hun(1970),
il ne semble pas que ces infiltrations aientbeaucoup
affecté leMorbihan,
considéré comme la zoned’origine
de la race Bretonne Pie-Noire(Quittet, 1963)
aupoint
que le dialecte breton de cetterégion
pourrait
bien dériver dugaulois d’Armorique
etnon du
britonnique
insulaire. On noteratoutefois,
en comparant lesdendrogrammes
obtenus avec les différents
indices,
que les racespériphériques
du groupe de l’axeest-ouest, dont la Bretonne
Pie-Noire, paraissent
rattachées à ce groupe d’une manièreplus
lâche qued’autres;
la Bretonne Pie-Noire(indice
deCavalli-Sforza)
etla
Vosgienne
(Nei standard)
montrent une certaine affinité avec le groupenordique,
la Parthenaise
(Cavalli-Sforza)
avec le groupe du Centre et du Sud-Ouest.La race Normande occupe une
place
à part, due notamment à la fortefréquence
de,3-C
n
B
mais
aussi deF
v
,
et à laprésence
deM
MI
.
Cescaractéristiques
tendent à larapprocher
de la race deJersey
(Larsen
etal,
1974),
non incluse dans leprésent
travail. L’allèlej
3-CnB
paraît
également fréquent
en race Hereford(Grosclaude
etMahé,
résultats nonpubliés).
L’extension del’analyse phylogénétique
aux races des îlesanglo-normandes
etbritanniques permettrait
de mieuxpréciser
le statut de larace Normande.
Il est intéressant de
rapprocher
les conclusions de notre étude de celles du travailde Manwell et Baker
(1980).
Le groupe des races du Centre et duSud-Ouest,
qui compte d’ailleurs 2 races à
longues
cornes, l’Aubrac et la Salers(Epstein
etMason,
1984),
correspond
au groupe mixteprimigenius-brachyceros
de Manwell etBaker;
de toutes les racesfrançaises
ce groupeparaît
bienposséder
lepool
génique
leplus proche
de celui dufoyer d’origine
commun aux bovins et aux zébus(niveaux
defréquence
relativement élevés deAAZ!,
dej
3-Cn
A2
,
d’allèles dusystème
S déterminant le facteur
U);
le groupe de l’axe est-ouestcorrespond
au groupe desraces des hauteurs
(«Upland brnchyceros»),
désignation
qui
devientimpropre
si lesraces Parthenaise et Bretonne Pie-Noire sont bien des extensions de ce groupe; la race Normande serait la seule
représentante
du groupe des îles de la Manche et le groupe des racesnordiques
correspondrait,
dans le classement de Manwell etBaker,
aux rameaux Pie des Plaines et
nordique.
Il estremarquable
que les conclusions denotre
analyse
phylogénétique
s’articulent aussi étroitement avec celles de Manwellet
Baker,
alors que celles-ci découlent d’uneapproche
indépendante,
àpartir
desystèmes génétiques
pour l’essentiel différents(2
locus communs seulementparmi
les 13 de notreétude,
et les 10 de celle de Baker etManwell).
Les conclusions des 2 études se renforcent donc mutuellement.La fiabilité de nos résultats nous
paraît
également renforcée,
dans les conclusionsde
l’analyse
des corrélations entre allèles et composantesprincipales,
par lasimili-tude
frappante
entre lesgradients
defréquence,
de direction sensiblementnord-sud,
observés pour 2
couples indépendants
d’allèles, C
C
I
etCe’
d’une part,0-Cn
et
j3-Cn
AI
d’autre part. Il est aussiremarquable
que,parmi
les locus communs àno-tre travail et à celui d’Astolfi et al
(1983)
sur les racesitaliennes,
les mêmes locusSi l’on accepte les conclusions de Menozzi et al
(1978)
sur lespopulations
humaines
européennes,
leprincipal
gradient
defréquences
observable actuellementest
d’origine
très anciennepuisqu’il
remonte àl’expansion
del’agriculture
aunéolithique.
Nos résultats sur les races bovinesfrançaises
donnent aussi unéclairage
sur leurpassé
leplus
ancien,
en les rattachant au processusgénéral
d’extension etde diversification de la
population
bovine enEurope proposé
par Manwell et Baker(1980).
On aura aussinoté,
au sein dechaque
groupe,parfois
même aux limites entre les groupes, lepoids
de laproximité
géographique,
attestant d’une continuitégénétique
qui
n’estguère
surprenante. Il est clair que cette continuitégénétique
reste décelable parce que les
systèmes polymorphes
utilisés ont sans doute été peutouchés par la sélection récente en faveur de standards ou
d’aptitudes zootechniques.
Ainsi le
présent
travail dresse-t-il unepremière
esquisse
d’une évolutionplusieurs
fois
millénaire,
dont l’étude mériterait d’êtrecomplétée
par laprise
en compte detoutes les races
françaises
etélargie
à l’ensemble du domaineeuropéen;
ellepourrait
aussi être
approfondie
parl’adjonction
d’autressystèmes génétiques
qui
devraitpermettre une
analyse plus
fine des situationsparticulières.
REMERCIEMENTS
Nous
exprimons
notregratitude
aux très nombreuses personnesqui
ont contribuéà la collecte et à
l’analyse
deséchantillons,
ou à leurinterprétation :
leséleveurs,
les
responsables
desorganismes
d’élevage
et leurscollaborateurs,
leséquipes
des laboratoires degénétique
biochimique
et des groupessanguins,
enparticulier
MTAlaux,
MFaugeras,
GHoulier,
MF Mahé et GRuffet,
sans oublier MBoitard,
laboratoire de
génétique
factorielle et BBonaïti,
station degénétique
quantitative
et
appliquée,
Jouy-en-Josas.
Nous devons à CM AnnBaker,
alors à l’universitéd’Adélaïde, Australie,
GJNicholls,
MilkMarketing
Board,
ThamesDitton, UK,
RLSpooner
et DRoss,
Abro, Edimbourg,
d’avoir eu accès à des échantillons de lait et de sang de la race Shorthorn. Nous remercionségalement
M Nei pour le don de programmesinformatiques.
F Grosclaudeexprime
sa reconnaissance à ACauderon,
de l’Académie dessciences,
pour l’intérêtqu’il
aporté
à cette recherche. Ce travaila bénéficié d’une aide financière du ministère de l’Industrie et de la Recherche
(Contrat
DGRST n° 81 G0934,
1981-1983).
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