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L'ADN le plus vieux au monde découvert sur des dents de mammouth

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L'ADN le plus vieux au monde découvert sur des dents de mammouth
Une illustration des mammouths des steppes, ancêtres des mammouths laineux. © Beth Zaiken/Centre for Palaeogenetics
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Il y a plus d'un million d'années, les mammouths traversaient une Sibérie recouverte de glace. Les dents et les défenses qu'ils ont laissées derrière eux ont été conservées dans le sol gelé en permanence de la région. Les chercheurs ont récemment extrait et cartographié l'ADN préservé dans deux molaires de mammouth de la région, avec des résultats surprenants. Mercredi 17 février, ils ont révélé que cet ADN avait plus d'un million d'années, ce qui en fait la plus ancienne trace génétique jamais séquencée.

Avant cette découverte, le record appartenait à un ancien cheval dont l'ADN avait entre 560 000 et 780 000 ans.

Dans leur étude sur les dents de mammouth, les chercheurs ont indiqué que les molaires provenaient de deux types de mammouth différents. Une espèce, le mammouth de la steppe, est bien connue : ses descendants étaient les mammouths laineux. L'autre, selon Love Dalén, généticien au Centre de Paléogénétique en Suède, provient d'un "mammouth inconnu jusqu'alors qui vivait en Sibérie il y a environ 1,2 million d'années".

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Cette deuxième espèce, a expliqué Love Dalén à Insider, s'est croisée avec des mammouths laineux il y a environ 420 000 ans, ce qui a donné naissance aux mammouths colombiens qui ont ensuite occupé l'Amérique du Nord.

Tracer les ancêtres des mammouths grâce à leur ADN

Love Dalén et Patrícia Pečnerová avec une défense de mammouth sur l'île Wrangel, en Sibérie Gleb Danilov

Les anciennes molaires elles-mêmes ne sont pas de nouvelles découvertes : Andrei Sher, un paléontologue russe, les avait trouvées dans les années 1970.

Mais la nouvelle étude, publiée dans la revue Nature, a permis de déterminer pour la première fois l'âge de ces dents. Pour ce faire, l'équipe de Love Dalén s'est d'abord penchée sur l'âge des dépôts rocheux où Andrei Sher a recueilli les dents.

Les chercheurs ont donné à la molaire de l'espèce de mammouth Krestovka, jusqu'alors inconnue, le nom de l'endroit où elle a été trouvée. La roche à cet endroit a entre 1,1 et 1,2 million d'années. L'autre dent, que l'équipe a nommée Adycha, a été extraite d'une couche rocheuse datant de 500 000 à 1,2 million d'années. Les chercheurs ont comparé ces informations de datation géologique avec les données génétiques.

Au fil du temps, l'ADN accumule des mutations : des changements dans la séquence génétique d'une espèce. Ces mutations s'accumulent à un rythme assez constant au fil du temps. Les chercheurs peuvent donc compter le nombre de mutations pour déterminer le temps écoulé depuis un événement évolutif donné, comme le moment où une espèce se scinde en deux, par exemple.

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Les mammouths et les éléphants vivants ont divergé d'un ancêtre commun il y a environ 5,3 millions d'années, selon une étude génétique datant de 2018. En calculant le nombre de mutations dans l'ADN des anciens mammouths, les auteurs de l'étude ont pu estimer le temps qui s'était écoulé entre cette séparation et la naissance du mammouth.

"Plus il y a de différences entre les lignées, plus le temps s'est écoulé", note Alfred Roca, un zootechnicien de l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign qui n'a pas participé à la recherche, auprès d'Insider. Cette méthode a montré que le spécimen de Krestova a environ 1,65 million d'années, alors que celui d'Adycha a environ 1,34 million d'années.

L'équipe de Love Dalén a également prélevé l'ADN d'une troisième dent trouvée en Sibérie, appelée Tchoukochia. Elle avait environ 870 000 ans, probablement provenant d'un des plus anciens mammouths laineux.

Dents d'un ancien échantillon de mammouth, appelé Tchoukochia, découvert en Sibérie. van der Valk et al./Nature 2021/Courtesy of Stockholm University

Les avantages de la préservation dans le permafrost

Love Dalén a également travaillé avec d'anciens fossiles de rhinocéros. Il y a deux ans, il a co-rédigé un article sur une dent de rhinocéros vieille de 1,7 million d'années. Bien que ce spécimen soit plus vieux que les molaires du mammouth, l'équipe de Love Dalén n'a pas pu en récupérer l'ADN — ne récoltant que des protéines.

Les protéines ne sont pas aussi informatives que l'ADN, car elles ne codent qu'un minuscule morceau du code génétique d'un animal.

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L'ADN se dégrade avec le temps, surtout s'il est exposé à la chaleur ou à la lumière du soleil. C'est pourquoi les scientifiques n'avaient auparavant jamais trouvé de molécules génétiques vieilles de plus de plusieurs centaines de milliers d'années. La Sibérie, cependant, offre un lieu de repos pour les fossiles qui augmente les chances de survie de l'ADN qui s'y trouve. "Les températures froides empêchent l'ADN de se dégrader, tout comme un congélateur empêche la nourriture de pourrir", a relevé Alfred Roca.

Une défense de mammouth laineux émergeant du permafrost dans le nord-est de la Sibérie. Love Dalén

Malgré cela, l'ADN des dents de mammouth était très fragmenté lorsque les chercheurs l'ont extrait — "brisé en dizaines de millions de petits morceaux", d'après les dires de Love Dalén.

L'analyser a donc été un défi, mais cette prouesse scientifique offre de nouvelles opportunités pour étudier la manière dont les anciennes espèces se sont croisées et ont évolué. Le groupe de Love Dalén a montré qu'il est possible d'étudier les gènes de créatures bien plus anciennes que ce que les scientifiques pensaient auparavant.

Les auteurs de l'étude pensent qu'en se basant sur ce qu'ils ont appris de ce travail, ils seront mieux équipés pour extraire de l'ADN encore plus ancien d'autres fossiles qui pourraient émerger du permafrost.

"Nous n'avons pas encore atteint la limite. Une estimation éclairée serait que nous pourrions récupérer de l'ADN vieux de 2 millions d'années, et peut-être même remonter jusqu'à 2,6 millions", anticipe Anders Götherström, archéologue moléculaire et co-auteur de l'étude, dans un communiqué de presse. "Avant cela, il n'y avait pas de permafrost où l'ADN ancien aurait pu être préservé".

Version originale : Aylin Woodward/Business Insider US

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