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Au nord du Groenland, une forêt préhistorique abritait des mastodontes, des rennes, des lièvres et une végétation abondante. Dès 2006, Eske Willerslev et les membres de son laboratoire se sont aventurés dans le nord du Groenland avec une foreuse pour extraire des carottes de sédiments de la formation Kap København. Ils étaient à la recherche d’ADN environnemental (ADNe), qui permet d’estimer la biodiversité d’un écosystème afin de dresser un portrait des plantes et des animaux présents dans la région il y a deux millions d’années.

L’équipe vient de publier les résultats de ses 16 années de recherche sur cet ADN préhistorique dans la revue Nature . Ils ont pu séquencer l’ADN environnemental de 41 échantillons de sédiments vieux de 2 millions d’années et non perturbés par l’homme, prélevés en 2006, 2012 et 2016 dans la formation de Kap København. Leurs analyses ont révélé qu’une forêt luxuriante regorgeant de rennes, de lièvres, de mastodontes et d’une grande variété végétation se trouvait autrefois dans ce qui est aujourd’hui un désert polaire gris et terne. Pour Eske Willerslev, un généticien pionnier qui avait déjà récupéré de l’ADN environnemental dans des carottes de glace, considère que cette « percée » repose sur l’expertise, les progrès des techniques de séquençage génétique et la bio-informatique.

Le sol est un livre d’histoire
L’ADN n’est pas une molécule particulièrement robuste. Les liaisons qui le maintiennent sont fragiles et, avec le temps, elles se dégradent. C’est ce qui explique que même si nous avons une abondance de fossiles de dinosaures, nous n’avons pas d’ADN. En effet, ces animaux se sont éteints il y a 66 millions d’années, et l’ADN n’aurait tout simplement pas survécu aussi longtemps.

Lorsque l’ADN se dégrade, ses brins d’information autrefois longs se brisent en morceaux de plus en plus petits. Il devient presque impossible de reconstituer ces fragments dans la bonne configuration, surtout s’ils sont mélangés à beaucoup d’autres ADN provenant de l’environnement.

Mais dans certaines circonstances, les fragments d’ADN peuvent survivre à une longue période. Le « temps de survie de l’ADN dans l’environnement est incroyablement variable et dépend fortement de l’environnement lui-même », note Michael Knapp, écologiste et généticien à l’université d’Otago en Nouvelle-Zélande.

Auparavant, l’ADN le plus ancien jamais récupéré provenait de fossiles de mammouths découverts dans le permafrost sibérien. Dans un article paru dans Nature en 2021, les chercheurs ont montré que l’ADN provenant des dents de mammouth était potentiellement âgé d’environ 1,6 million d’années. L’ADN récupéré était brisé en petits fragments, mais il n’était pas dégradé au point de ne pas pouvoir être reconstitué. La température extrêmement basse du permafrost a certainement contribué à cette conservation.

L’équipe de recherche a pu extraire l’ADN des carottes de sédiments et commencé à lire les fragments. Ces derniers ont ensuite été comparés à une base de données de génomes (séquences complètes d’ADN) de plantes et d’animaux modernes, à la recherche de correspondances d’ADN. Petit à petit, ils ont pu reconstituer l’écosystème riche de l’ancien Groenland.

L’ancienne forêt du Groenland
Il y a deux millions d’années, le Groenland était un endroit totalement différent.

« L’écosystème de Kap København, qui n’a pas d’équivalent actuel, existait à des températures considérablement plus élevées que celles que nous connaissons aujourd’hui », note Mikkel Pederson, généticien au Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck.

Dans le nord du Groenland, les températures moyennes à cette époque étaient probablement supérieures de plus de 11 degrés Celsius à celles d’aujourd’hui. Des études antérieures menées à Kap København ont montré qu’il s’agissait d’une forêt boréale, mais l’ADN environnemental extrait et analysé dans le cadre de la nouvelle étude dresse un portrait complet de la région, en y ajoutant la mégafaune et une grande variété de plantes.

L’ADN du mammifère le plus célèbre trouvé dans les carottes est sans aucun doute le mastodonte. Il appartenait à la famille des Elephantidae, qui comprend les éléphants, les mammouths et les mastodontes. On pourrait supposer que des mastodontes ont pu parcourir le Groenland il y a 2 millions d’années, mais les chercheurs notent que les preuves ne sont pas extrêmement solides et qu’elles sont basées sur des correspondances d’ADN relativement faibles.

L’équipe a également trouvé de l’ADN lié aux rennes, aux lièvres et aux lapins, ainsi qu’à une sous-famille d’animaux qui comprend les lemmings, les campagnols et les rats musqués. En revanche, l’ADN des carnivores est remarquablement absent. Les chercheurs suggèrent que cela est dû à leur biomasse comparativement faible par rapport aux herbivores.

Malgré tout, la récupération d’un ADN aussi ancien ouvre une nouvelle fenêtre sur la Terre préhistorique, une voie permettant aux scientifiques et aux chercheurs de sonder les écosystèmes qui existaient bien avant l’arrivée des humains. L’équipe se rendra l’année prochaine dans le nord du Canada pour extraire des carottes et espère remonter encore plus loin dans le temps.

extrait et source : https://www.cnetfrance.fr/

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