Le mastodonte tué lors d’une bataille sanglante il y a 13 200 ans révèle la migration annuelle d’un animal disparu.

Les mastodontes sont des parents des éléphants appartenant au genre Mammut qui habitaient l’Amérique du Nord et l’Amérique centrale avant de s’éteindre il y a environ 10 000 à 11 000 ans. Les adultes typiques mesuraient entre 2,5 et 3 m au garrot et pesaient entre 3 600 et 5 400 kg. Le plus grand spécimen trouvé mesurait 3,3 m et pesait 11 000 kg.  Ils vivaient en troupeaux, se nourrissant principalement de feuilles et de branches, un peu comme les éléphants modernes.

Bien que certaines preuves suggèrent que le changement climatique ait pu contribuer à leur extinction, on pense généralement que la chasse humaine par les Paléo-Indiens a été le principal facteur de leur disparition.

Il y a environ 13 200 ans, un mastodonte mâle errant est mort lors d’une bataille sanglante avec un rival pendant la saison des amours dans ce qui est aujourd’hui le nord-est de l’Indiana, à près de 160 km de son territoire d’origine, selon la première étude à documenter la migration annuelle d’un animal individuel d’une espèce éteinte.

L’adulte de 8 tonnes (7 200 kg), connu sous le nom de mastodonte de Buesching, a été tué lorsqu’un adversaire a perforé le côté droit de son crâne avec une pointe de défense, une blessure mortelle qui a été révélée aux chercheurs lorsque les restes de l’animal ont été récupérés dans une tourbière près de Fort Wayne en 1998.

Le nord-est de l’Indiana était probablement un lieu d’accouplement estival privilégié pour ce randonneur solitaire, qui a fait le voyage chaque année pendant les trois dernières années de sa vie, s’aventurant vers le nord à partir de son domicile de la saison froide, selon un article publié aujourd’hui (13 juin 2022) dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

L’étude montre également que le taureau de Buesching a peut-être passé du temps à explorer le centre et le sud du Michigan, ce qui semble approprié pour une créature dont le squelette grandeur nature en fibre de verre est exposé au Musée d’histoire naturelle de l’Université du Michigan à Ann Arbor.

“Le résultat unique de cette étude est que pour la première fois, nous avons pu documenter la migration terrestre annuelle d’un individu d’une espèce éteinte”, a déclaré Joshua Miller, paléoécologiste de l’Université de Cincinnati, premier auteur de l’étude.

“En utilisant de nouvelles techniques de modélisation et une puissante boîte à outils géochimiques, nous avons pu montrer que les grands mastodontes mâles comme Buesching migraient chaque année vers les lieux d’accouplement.”

Daniel Fisher, paléontologue de l’Université du Michigan et co-directeur de l’étude, a participé aux fouilles du mastodonte de Buesching il y a 24 ans. Il a ensuite utilisé une scie à ruban pour découper une fine plaque dans le sens de la longueur à partir du centre de la défense droite de l’animal, en forme de banane et mesurant 9,5 pieds, qui est plus longue et mieux conservée que la gauche.

Cette dalle a été utilisée pour les nouvelles analyses isotopiques et d’histoire de vie, qui ont permis aux scientifiques de reconstituer l’évolution de l’utilisation du paysage pendant deux périodes clés : l’adolescence et les dernières années de l’âge adulte. Selon les chercheurs, le mastodonte de Buesching est mort à l’âge de 34 ans dans une bataille pour l’accès aux compagnons.

“Vous avez toute une vie étalée devant vous dans cette défense”, a déclaré Fisher, qui étudie les mastodontes et les mammouths depuis plus de 40 ans et a participé à l’excavation de plusieurs dizaines de ces éléphants disparus.

“La croissance et le développement de l’animal, ainsi que l’histoire de l’évolution de l’utilisation des terres et du comportement – toute cette histoire est capturée et enregistrée dans la structure et la composition de la défense”, a déclaré Fisher, professeur de sciences de la terre et de l’environnement, professeur d’écologie et de biologie évolutive, et conservateur au Musée de paléontologie de l’Université du Michigan.

Les analyses de l’équipe ont révélé que le domaine vital d’origine du mastodonte de Buesching se situait probablement dans le centre de l’Indiana. Comme les éléphants modernes, le jeune mâle restait près de chez lui jusqu’à ce qu’il se sépare du troupeau dirigé par la femelle à l’adolescence.

En tant qu’adulte solitaire, Buesching voyageait plus loin et plus fréquemment, couvrant souvent près de 20 miles par mois, selon les chercheurs. De plus, son utilisation du paysage variait selon les saisons, y compris une expansion spectaculaire vers le nord dans une région réservée à l’été qui comprenait des parties du nord-est de l’Indiana – les lieux présumés d’accouplement.

“Chaque fois que vous arrivez à la saison chaude, le mastodonte de Buesching se rendait au même endroit – bam, bam, bam – de manière répétée. La clarté de ce signal était inattendue et vraiment passionnante”, a déclaré Miller, qui a utilisé des techniques isotopiques similaires pour étudier la migration des caribous en Alaska et au Canada.

Sous les climats rigoureux du Pléistocène, la migration et d’autres formes d’utilisation saisonnière du paysage étaient probablement essentielles au succès de la reproduction des mastodontes et d’autres grands mammifères. Cependant, selon cette nouvelle étude, on sait peu de choses sur la façon dont leurs aires géographiques et leur mobilité fluctuaient selon les saisons ou changeaient avec la maturité sexuelle.

Mais les techniques d’analyse des ratios des différentes formes, ou isotopes, des éléments strontium et oxygène dans les défenses anciennes aident les scientifiques à percer certains de ces secrets.

Les mastodontes, les mammouths et les éléphants modernes, qui font partie d’un groupe de grands mammifères à la trompe souple appelés proboscidiens, ont des incisives supérieures allongées qui sortent de leur crâne sous forme de défenses. Chaque année de la vie de l’animal, de nouvelles couches de croissance sont déposées sur celles déjà présentes, en bandes alternativement claires et sombres.

Les couches de croissance annuelles d’une défense sont quelque peu analogues aux anneaux annuels d’un arbre, sauf que chaque nouvelle couche de la défense se forme près du centre, alors que la nouvelle croissance des arbres se produit dans une couche de cellules près de l’écorce. Les couches de croissance d’une défense ressemblent à une pile inversée de cônes de crème glacée, l’heure de la mort étant enregistrée à la base et l’heure de la naissance à l’extrémité.

Les mastodontes étaient des herbivores qui broutaient les arbres et les arbustes. Au fur et à mesure qu’ils grandissaient, les éléments chimiques présents dans leur nourriture et dans l’eau qu’ils buvaient étaient incorporés dans leurs tissus corporels, y compris dans leurs défenses gracieusement effilées et toujours plus grandes.

Dans l’étude récemment publiée, les isotopes de strontium et d’oxygène dans les couches de croissance des défenses ont permis aux chercheurs de reconstituer les voyages de Buesching en tant qu’adolescent et en tant qu’adulte actif sur le plan reproductif. Trente-six échantillons ont été prélevés pendant les années d’adolescence (pendant et après le départ du troupeau matriarcal), et 30 échantillons ont été prélevés pendant les dernières années de vie de l’animal.

Un minuscule foret, utilisé sous un microscope, a été utilisé pour broyer un demi-millimètre du bord des couches de croissance individuelles, chacune d’entre elles couvrant une période d’un à deux mois de la vie de l’animal. La poudre produite au cours de ce processus de broyage a été recueillie et analysée chimiquement.

Les rapports entre les isotopes du strontium dans la défense ont fourni des empreintes géographiques qui ont été associées à des endroits spécifiques sur des cartes montrant comment le strontium change à travers le paysage. Les valeurs des isotopes de l’oxygène, qui présentent des fluctuations saisonnières prononcées, ont aidé les chercheurs à déterminer le moment de l’année où une couche de défense spécifique s’est formée.

Comme les échantillons de strontium et d’isotopes d’oxygène ont été prélevés sur les mêmes couches étroites de croissance, les chercheurs ont pu tirer des conclusions spécifiques sur les déplacements de Buesching à différentes périodes de l’année et sur l’âge qu’il avait à chaque fois.

Ensuite, les données isotopiques des défenses ont été introduites dans un modèle de mouvement spatialement explicite développé par Miller et ses collègues. Le modèle a permis à l’équipe d’estimer la distance à laquelle l’animal se déplaçait et les probabilités de déplacement entre les lieux candidats, ce qui était absent des études précédentes sur les déplacements des animaux disparus.

“Le domaine de la géochimie isotopique du strontium est un outil en plein essor pour la paléontologie, l’archéologie, l’écologie historique et même la biologie légale. Il est en plein essor”, a déclaré M. Miller. “Mais, vraiment, nous n’avons fait qu’effleurer la surface de ce que cette information peut nous dire”.

Fisher et Miller ont déclaré que la prochaine étape de leur projet de recherche sur les mastodontes est d’analyser les défenses d’un autre individu, soit un autre mâle, soit une femelle.

Référence : “Male mastodon landscape use changed with maturation (late Pleistocene, North America)” par Joshua H. Miller, Daniel C. Fisher, Brooke E. Crowley, Ross Secord et Bledar A. Konomi, 13 juin 2022, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2118329119

Les autres auteurs de l’étude PNAS sont Brooke Crowley et Bledar Konomi de l’Université de Cincinnati, et Ross Secord du Nebraska State Museum et de l’Université de Nebraska-Lincoln.

Les auteurs remercient Kent et Janne Buesching pour avoir fait don du mastodonte Buesching à des fins d’étude scientifique, ainsi que le musée d’État de l’Indiana pour l’accès au spécimen. Le soutien financier a été fourni par l’Université du Michigan, le bureau de la recherche de l’Université de Cincinnati, la Fondation Minihaha et la National Science Foundation (EAR-9628063).