Une équipe de scientifiques a séquencé l’ADN le plus ancien à ce jour, trouvé dans le pergélisol à l’extrême nord du Groenland. L’ADN a 2 millions d’années, dépassant d’un million d’années le précédent record de l’ADN le plus ancien.
Le matériel génétique provenait de 41 échantillons de sédiments prélevés à Kap København, une formation de Peary Land. Aujourd’hui, c’est un désert polaire couvert de dunes, peuplé de bœufs musqués et de lichens, mais dans un passé lointain, la région était une forêt tempérée. Selon l’analyse de l’équipe, il abritait une foule de bêtes, y compris (à la surprise de tous) des mastodontes, que l’on ne pensait pas auparavant être si loin au nord.
« C’était super excitant quand nous avons récupéré l’ADN qu’un écosystème très, très différent est apparu », a déclaré Eske Willerslev, généticien évolutionniste à l’Université de Cambridge et co-auteur de l’étude, lors d’une conférence de presse tenue cette semaine.
Le record précédent pour l’ADN le plus ancien connu provenait de des dents de mammouth vieilles d’un million d’années sur l’île Wrangel, où les proboscidiens poilus ont persisté jusqu’à leur extinction il y a environ 4 000 ans. Le nouveau détenteur du record n’est pas issu d’un seul animal; il met en évidence tout un écosystème d’organismes qui vivaient au Groenland peu de temps après que l’époque du Pliocène a cédé la place au Pléistocène. Les recherches de l’équipe sont publié aujourd’hui dans la Nature.
Les échantillons représentent ce qu’on appelle l’ADN environnemental, ce qui signifie qu’ils proviennent d’échantillons environnementaux (dans ce cas, des sédiments gelés), plutôt que d’être extraits des os ou des dents d’une créature ancienne. L’ADN environnemental (eDNA en abrégé) contient le matériel génétique de nombreux organismes dans un environnement, qui perdent leurs cheveux, soufflent la morve et font caca des preuves de leur présence dans une zone.
L’eDNA (à la fois ancien et contemporain) indique aux chercheurs un tableau organique complet, qui comprend tout, des oiseaux et des insectes aux champignons. Il peut révéler la présence ancienne d’animaux sans avoir besoin de s’appuyer sur des preuves fossiles. En dehors de la paléontologie, l’eDNA est particulièrement utile pour traquer les animaux en voie de disparition ou autrement difficiles à détecter dans leur environnement, comme les écrevisses et les quolls.
Mais l’ADN est une molécule instable. Il contient les informations génétiques qui dictent la morphologie, le comportement et les relations des espèces, mais ces informations sensibles ne resteront qu’aussi longtemps que l’environnement le permettra. En règle générale, vous êtes plus susceptible de trouver de l’ADN préservé dans des zones sèches et froides que dans des zones humides et chaudes.
Il y a des millions d’années, la pointe nord du Groenland était aussi luxuriante et animée que le nom du pays vous amènerait à croire. Mais il était en train de refroidir. À un moment donné, le sol d’une forêt côtière a été emporté dans un estuaire, où il s’est déposé. L’ADN dans le sol est adsorbé sur les minéraux d’argile et de quartz, aidant potentiellement la préservation des molécules organiques.
Avance rapide à travers 2 millions d’années de changements climatiques et géologiques, et une équipe de scientifiques a réussi à extraire les détails de cet ancien environnement forestier, comme un message d’une bouteille.
« Les gens savaient grâce aux microfossiles qu’il y avait eu des arbres là-bas – une sorte de forêt là-haut – mais l’ADN nous a permis d’identifier beaucoup plus de taxons », a ajouté Willerslev. La présence de mastodontes, a-t-il noté, était « époustouflante ».
Kap København est un paysage sombre, mais la preuve de son passé ancien persiste au-delà du niveau génétique. Les branches desséchées sont des signes des forêts anciennes du Groenland, et le dégel du pergélisol libère occasionnellement de la mousse vieille de 2 millions d’années.
« Les anciens échantillons d’ADN ont été retrouvés profondément enfouis dans des sédiments qui s’étaient accumulés pendant 20 000 ans », a déclaré Kurt H. Kjær, géologue à l’Université de Copenhague, dans une université de Cambridge. Libération. « Le sédiment a finalement été préservé dans la glace ou le pergélisol et, surtout, n’a pas été dérangé par l’homme pendant deux millions d’années. »
Il a fallu 16 ans aux chercheurs pour collecter et finalement analyser l’ADNe du paléoenvironnement, qui provenait de 41 échantillons de sédiments prélevés sur cinq sites à Kap København en 2006, 2012 et 2016.
Les scientifiques ont ensuite comparé les séquences d’ADNe de leurs échantillons avec des génomes de référence dans une base de données pour voir quels animaux et plantes y vivaient.
Les chercheurs ont trouvé de l’ADN végétal et animal qui suggère que Kap København était un environnement forestier boréal beaucoup plus chaud que le Groenland actuel. « Évidemment, il est important que nous puissions remonter beaucoup plus loin dans le temps [with the new DNA age result], mais c’est aussi le moment où nous pouvons revenir en arrière », a déclaré Willerslev. « C’est un climat qui est très similaire à ce à quoi nous nous attendons à être confrontés sur Terre à travers son réchauffement climatique. »
De cette façon, les chercheurs pensent que les données paléoenvironnementales de Kap København peuvent fournir des indices sur la façon dont les espèces modernes s’adapteront à un monde qui se réchauffe rapidement.
Records climatiques indiquent que la région était entre 51,8 degrés et 66,2 degrés Fahrenheit plus chaude en moyenne qu’elle ne l’est aujourd’hui. C’était beaucoup plus tempéré, et les plantes et les animaux prospéraient. En fait, l’environnement n’a pas d’analogue moderne ; Les espèces arctiques cohabitaient avec des espèces plus tempérées.
Parmi les espèces détectées par l’équipe figuraient des arbres tels que le peuplier, le bouleau, le thuya, le bouleau et le cèdre, ainsi que des animaux tels que des mastodontes, des rennes, des rongeurs et des oies. Le mastodonte est un cousin du mammouth laineux le plus souvent associé à l’Amérique du Nord, mais il a manifestement trouvé son chemin beaucoup plus au nord.
« Je pense que c’est une étude fantastique qui est clairement révolutionnaire, et les résultats sont extrêmement cool ! Les mastodontes du nord du Groenland sont une découverte étonnante ! » a déclaré Love Dalén, un généticien évolutionniste au Musée suédois d’histoire naturelle qui n’est pas affilié au journal, dans un e-mail à Gizmodo. Dalén faisait partie de l’équipe qui a trouvé l’ADN vieux d’un million d’années dans une molaire de mammouth l’année dernière.
« Cette étude change très certainement la conception précédente de l’âge de l’ADN pouvant être récupéré dans les sédiments », a ajouté Dalén. (Le record précédent pour l’ADN le plus ancien des sédiments était d’environ ADN d’hominine vieux de 250 000 ans de la grotte Denisova.)
Curieusement, l’équipe a également détecté de l’ADN de crabe fer à cheval, de corail et d’algues dans le sol vieux de 2 millions d’années. C’est à cause de l’endroit où le sol échantillonné s’est retrouvé, dans un estuaire côtier qui abritait des espèces marines. Lorsque le sol a été emporté par la mer, l’ADN des organismes marins est devenu une partie du cocktail éclectique d’ADNe. Plus tard, le sol est devenu un pergélisol gelé et le matériel génétique y a été préservé.
L’eDNA n’est pas le reflet parfait des espèces présentes dans un environnement. Les chercheurs n’ont trouvé aucun carnivore dans leur séquençage, une situation peu probable sur le terrain. L’équipe a attribué l’absence aux prédateurs au sommet à faible biomasse probablement constitués dans l’environnement. Ils étaient « probablement quelque chose qui mangeait des mastodontes et des rennes », a spéculé Willerslev.
D’autres taxons seront cartographiés à partir des échantillons de l’équipe, y compris certaines bactéries et champignons. Parce que l’ADN récemment séquencé a peut-être vu sa longévité augmentée en s’accrochant aux cristaux de quartz et à l’argile, Willerslev a ajouté que l’ADN ancien pouvait être trouvé dans des sites aussi loin au sud que l’Afrique, avec les bonnes conditions environnementales.
Cette découverte laisse espérer que des échantillons génétiques encore plus anciens pourraient être trouvés. Quel âge exactement cela pourrait-il avoir? Lors de la conférence de presse, Willerslev a déclaré qu’il ne serait pas surpris si « nous pouvions remonter deux fois plus loin » – bien que « je ne le garantisse pas ».
L’équipe a des plans pour collecter des échantillons d’ADN de l’environnement en haute mer. En appliquant les techniques déployées sur les échantillons de Kap København, les scientifiques pourraient être en mesure de percer les secrets de paléoenvironnements éloignés du cercle polaire arctique et du catalogue complet des créatures qu’ils contiennent.
Plus: Les scientifiques ont découvert quels animaux se trouvaient dans un zoo simplement en prélevant de l’ADN dans les airs
Vous pouvez lire l’article original (en Angais) sur le sitegizmodo.com