Les chercheurs ont utilisé la technologie de capture-enrichissement de l’ADN développée à McMaster pour isoler et reconstruire les communautés animales et végétales fluctuantes pendant la transition Pléistocène-Holocène. Crédit : Julius Csotonyi
De simples cuillerées de terre extraite du pergélisol canadien ouvrent de vastes fenêtres sur la vie ancienne au Yukon, révélant de nouvelles informations riches et réécrivant les croyances antérieures sur la dynamique d’extinction, les dates et la survie de la mégafaune comme les mammouths, les chevaux et d’autres formes de vie perdues depuis longtemps .
Dans un nouvel article publié dans la revue Communication Nature, des chercheurs de l’Université McMaster, de l’Université de l’Alberta, de l’American Museum of Natural History et du gouvernement du Yukon présentent une étude de 30 000 ans ADN enregistrement des environnements passés, tiré de sédiments de pergélisol extraits de la région du Klondike du centre du Yukon.
Les chercheurs ont utilisé la technologie de capture-enrichissement de l’ADN développée à McMaster pour isoler et reconstruire, avec des détails remarquables, les communautés animales et végétales fluctuantes à différents moments au cours de la transition Pléistocène-Holocène, une période climatique instable il y a 11 000-14 000 ans où un certain nombre de grands des espèces telles que les mammouths, les mastodontes et les chats à dents de sabre ont disparu.
Les sédiments de pergélisol carottés sont extraits de la région du Klondike, au centre du Yukon. Crédit : Tyler Murchie
Ils ont reconstruit les anciens écosystèmes à l’aide de minuscules échantillons de sol qui contiennent des milliards de séquences génomiques microscopiques d’espèces animales et végétales.
L’analyse révèle que les mammouths et les chevaux étaient déjà en forte baisse avant l’instabilité climatique, mais ils n’ont pas disparu immédiatement en raison de la chasse excessive humaine comme on le pensait auparavant. En fait, les preuves ADN montrent que le mammouth laineux et le cheval nord-américain ont persisté jusqu’à il y a 5 000 ans, les amenant au milieu de l’Holocène, l’intervalle commençant il y a environ 11 000 ans dans lequel nous vivons aujourd’hui.
Au début de l’Holocène, l’environnement du Yukon a continué de subir des changements considérables. Les prairies autrefois riches – la « steppe des mammouths » – étaient envahies d’arbustes et de mousses, des espèces qui ne sont plus tenues en échec par de grands troupeaux de mammouths, de chevaux et de bisons. Aujourd’hui, les prairies ne prospèrent pas dans le nord de l’Amérique du Nord, en partie parce qu’il n’y a pas de mégafaune « ingénieurs écologiques » pour les gérer.
Tyler Murchie est chercheur postdoctoral au Département d’anthropologie de McMaster et auteur principal de l’étude. Crédit : Georgia Kirkos
« Les riches données offrent une fenêtre unique sur la dynamique des populations de mégafuanes et nuancent la discussion autour de leur extinction grâce à des reconstructions plus subtiles des écosystèmes passés », explique le généticien évolutionniste Hendrik Poinar, auteur principal de l’article et directeur du McMaster Ancient DNA Center. .
Ce travail s’appuie sur des recherches antérieures menées par des scientifiques de McMaster qui avaient déterminé que les mammouths laineux et le cheval nord-américain étaient probablement présents au Yukon il y a environ 9 700 ans. De meilleures techniques et des recherches plus poussées ont depuis affiné l’analyse antérieure et avancé la date encore plus près de l’heure contemporaine.
Hendrik Poinar est un généticien évolutionniste, auteur principal de l’article et directeur du McMaster Ancient DNA Center. Crédit : Georgia Kirkos
« Maintenant que nous disposons de ces technologies, nous réalisons combien d’informations sur le cycle biologique sont stockées dans le pergélisol », explique Tyler Murchie, chercheur postdoctoral au Département d’anthropologie de McMaster et auteur principal de l’étude.
“La quantité de données génétiques dans le pergélisol est assez énorme et permet vraiment une échelle d’écosystème et de reconstruction évolutive sans précédent avec les autres méthodes à ce jour”, dit-il.
“Bien que les mammouths soient partis pour toujours, les chevaux ne le sont pas”, déclare Ross MacPhee de l’American Museum of Natural History, un autre co-auteur. “Le cheval qui vivait au Yukon il y a 5 000 ans est directement lié à l’espèce de cheval que nous avons aujourd’hui, Equus caballus. Biologiquement, cela fait du cheval un mammifère natif d’Amérique du Nord, et il devrait être traité comme tel.
Les scientifiques soulignent également la nécessité de collecter et d’archiver davantage d’échantillons de pergélisol, qui risquent d’être perdus à jamais avec le réchauffement de l’Arctique.
Référence : « Collapse of the mammouth-steppe in central Yukon as Revised by Ancient Environmental DNA » par Tyler J. Murchie, Alistair J. Monteath, Matthew E. Mahony, George S. Long, Scott Cocker, Tara Sadoway, Emil Karpinski, Grant Zazula, Ross DE MacPhee, Duane Froese et Hendrik N. Poinar, 8 décembre 2021, Communication Nature.
DOI : 10.1038/s41467-021-27439-6
