Mardi, l’astronaute de la NASA Scott Kelly et le cosmonaute russe Mikhail Kornienko ont atterri au Kazakhstan après avoir passé 340 jours à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS).

Dans le cadre du projet « Year in Space » de la NASA, Kelly et son frère jumeau identique lié à la Terre, l’astronaute à la retraite Mark Kelly, ont fourni des échantillons de sang, de salive et d’urine et ont subi un barrage de tests physiques et psychologiques conçus pour étudier les effets d’un vol spatial de longue durée sur le corps humain.

Les études sur des jumeaux identiques et fraternels ont longtemps été utilisées pour démêler les influences des gènes et de l’environnement sur des traits particuliers. Les jumeaux identiques partagent tous leurs gènes, tandis que les jumeaux fraternels ne partagent que 50%. Si un trait est plus commun chez les jumeaux identiques que chez les jumeaux fraternels, cela suggère que des facteurs génétiques sont en partie responsables.

« Les études sur les jumeaux sont la seule véritable façon de faire des expériences naturelles chez l’homme », explique Tim Spector, professeur d’épidémiologie génétique au Kings College de Londres. « En étudiant les jumeaux, vous pouvez en apprendre beaucoup sur ce qui nous fait vibrer, ce qui nous rend différents, et en particulier les rôles de la nature par rapport à la nature que vous ne pouvez tout simplement pas obtenir autrement. »

Spector est directeur du Registre TwinsUK, qui comprend des données de 12 000 jumeaux et est utilisé pour étudier les causes génétiques et environnementales des traits complexes et des maladies liées à l’âge. Il estime que la recherche sur les jumeaux est actuellement menée dans plus de 100 pays et que la plupart de ces projets s’appuient sur des informations contenues dans de grandes bases de données telles que le Registre TwinsUK.

Même s’il faudra peut-être un certain temps avant de voir les résultats des jumeaux astronautes, les chercheurs espèrent que l’opportunité donnera des informations uniques sur la santé humaine. Voici quelques exemples de ce que nous avons appris des études précédentes sur les jumeaux — à la fois célèbres et infâmes:

La naissance de l’eugénisme

Le scientifique victorien Francis Galton, demi-cousin de Charles Darwin, a été l’une des premières personnes à reconnaître la valeur des jumeaux pour étudier l’héritabilité des traits. Dans un article de 1875 intitulé « L’histoire des jumeaux », Galton a utilisé des jumeaux pour estimer les effets relatifs de la nature par rapport à la nature (un terme que Galton lui-même a inventé). Mais sa ferme conviction que l’intelligence humaine est en grande partie une question de nature l’a conduit sur une voie plus sombre: Il est devenu un fervent partisan de l’eugénisme (un autre terme qu’il a inventé) et de l’idée qu’une « race d’hommes très douée » pourrait être produite par l’élevage sélectif.

Gènes et Q.I.

En 2003, Eric Turkheimer, professeur de psychologie à l’Université de Virginie, a jeté un regard neuf sur les recherches sur l’héritabilité des Q.I., qui s’appuyait fortement sur des études jumelles. Turkheimer a remarqué que la plupart des études qui ont révélé que l’I.Q. est en grande partie due à la génétique impliquant des jumeaux issus de la classe moyenne, et il s’est demandé quel était le modèle parmi les personnes les plus pauvres. Lorsqu’il a examiné des jumeaux issus de familles pauvres, il a constaté que les IQ des jumeaux identiques variaient tout autant que les IQ des jumeaux fraternels. En d’autres termes, l’impact de grandir pauvre peut submerger les dons intellectuels naturels d’un enfant.

Base génétique des maladies quotidiennes

En utilisant des données et des échantillons biologiques du Registre TwinsUK, Spector et ses collègues ont montré dans plus de 600 articles publiés que de nombreuses maladies courantes telles que l’arthrose, la cataracte et même les maux de dos ont une base génétique claire. « Quand j’ai commencé dans ce domaine, on pensait que seules les maladies « sexy » étaient génétiques », explique Spector. « Nos résultats ont changé cette perception. »

Troubles de l’alimentation héréditaires

L’un des nouveaux registres de jumeaux à être mis en ligne, le Michigan State University Twin Registry (MSUTR) a été fondé en 2001 pour étudier les influences génétiques et environnementales sur un large éventail de troubles psychiatriques et médicaux. L’une des conclusions les plus surprenantes de la recherche du groupe est que de nombreux troubles de l’alimentation tels que l’anorexie ont une composante génétique.

« Les gens ont longtemps pensé que cela était entièrement dû à la culture, aux médias et aux facteurs sociaux”, explique Kelly Klump, codirectrice du MSUTR. « Grâce aux études sur les jumeaux, nous savons maintenant que les gènes expliquent la même variabilité dans les troubles de l’alimentation que dans la schizophrénie et le trouble bipolaire. Nous n’aurions jamais su cela sans les études sur les jumeaux. »

La génétique de l’obésité

Une étude jumelle classique menée par le généticien Claude Bouchard en 1990 a examiné l’importance des gènes pour le stockage de la graisse corporelle. Bouchard, maintenant à l’Université d’État de Louisiane, a logé une douzaine de jeunes jumeaux mâles maigres dans un dortoir et les a suralimentés de 1 000 calories par jour pendant trois mois. Bien que chaque participant était plus lourd à la fin de l’expérience, la quantité de poids et de graisse gagnée variait considérablement, de 9 livres à 29 livres. Le gain de poids au sein des paires de jumeaux était beaucoup plus similaire que le gain de poids entre différentes paires de jumeaux, et les jumeaux de chaque paire avaient tendance à prendre du poids aux mêmes endroits, que ce soit dans l’abdomen, les fesses ou les cuisses.

Démêler le « gène gay »

De nombreuses études sur les jumeaux ont tenté d’élucider l’importance des gènes dans l’orientation sexuelle. En 2008, des chercheurs dirigés par Niklas Langström, psychiatre à l’Institut Karolinska de Stockholm, se sont appuyés sur le trésor de données sur les jumeaux contenues dans le Registre suédois des jumeaux, le plus grand au monde, pour étudier les influences génétiques et environnementales qui déterminent si une personne est gay ou non. Les scientifiques ont constaté que la génétique ne représentait que 35% des différences entre les hommes homosexuels identiques et fraternels et encore moins — environ 18% — chez les femmes homosexuelles.

L’étude, l’une des plus complètes à ce jour, indique qu’une interaction complexe de facteurs génétiques et environnementaux travaille ensemble pour façonner les orientations sexuelles des personnes. Mais comme d’autres études sur les jumeaux sur ce sujet controversé, l’étude de Langström a été critiquée pour un éventuel biais de recrutement, puisque seulement 12% des hommes du registre suédois ont été inclus dans l’étude.

Des jumeaux élevés séparément

En 1979, Thomas Bouchard a mené ce qui est peut-être l’étude des jumeaux la plus fascinante à ce jour. Alors directeur du Centre de recherche sur les jumeaux et la famille du Minnesota, Bouchard a examiné des jumeaux identiques et fraternels séparés en bas âge et élevés séparément. Il a constaté que les jumeaux identiques qui avaient des origines différentes avaient souvent des personnalités, des intérêts et des attitudes remarquablement similaires. Dans l’un des exemples les plus célèbres, Bouchard a rencontré des jumeaux qui avaient été séparés de leur naissance et réunis à l’âge de 39 ans.

 » Les jumeaux, écrit plus tard Bouchard, ont épousé des femmes prénommées Linda, divorcé et se sont mariés la deuxième fois avec des femmes prénommées Betty. L’un a nommé son fils James Allan, l’autre son fils James Alan, et les deux ont nommé leurs chiens de compagnie Toy. »

Mais Klump de MSUTR est prompt à souligner que les résultats de Bouchard ne sont pas une preuve de déterminisme génétique. ”Ce qu’ils montrent, c’est que nous entrons dans le monde non pas comme des êtres aléatoires ou des ardoises vierges », dit Klump. « Au fur et à mesure que nous avançons dans la vie, nous avons beaucoup de libre choix, mais une partie de ce libre choix est probablement basée sur des choses dans lesquelles nous sommes vraiment bons et des choses que nous aimons faire. L’étude de Bouchard nous indique qu’il existe une interaction dynamique entre ce que nous aimons, ce que nous voulons et les environnements que nous choisissons. »