Le mystère des derniers mammouths : ni le climat, ni l’homme, ni la génétique n’expliquent leur extinction | Science

Il y a environ 9 200 ans, alors que les glaces s’étaient retirées depuis plusieurs millénaires de la majeure partie de l’hémisphère nord, un troupeau de mammouths, pas plus d’une dizaine, était isolé dans l’extrême nord de la Sibérie. La fonte des glaces a fait monter les eaux et ce qui était auparavant relié au continent est devenu une île, aujourd’hui appelée Wrangel. C’était le dernier refuge de cet imposant animal. Étant si peu nombreux, les lois de l’évolution les ont condamnés à disparaître. Mais l’étude de leur génome montre qu’ils ont surmonté la profonde consanguinité qu’ils ont subie : en seulement 20 générations, ils étaient déjà environ 300, un nombre qui leur aurait donné de nombreuses chances de survivre. Cependant, alors qu’ils ont prospéré pendant 6 000 ans après avoir disparu du reste de la planète, ils ont soudainement disparu. L’analyse génétique de deux douzaines Le mammouth original Cela donne des indices sur ce qui a pu leur arriver, mais ne résout pas le mystère.

Tandis que les empires humains comme les empires assyrien ou égyptien prospéraient, les derniers mammouths laineux vivaient sur l’île de Rangel. Habituels dans tout l’hémisphère nord, y compris dans la péninsule ibérique, tout au long de la période glaciaire, ils ont disparu millénaire après millénaire. Le parallèle temporel entre sa disparition et l’expansion humaine, d’une part, et la fin de la période glaciaire, d’autre part, divise les scientifiques dans le domaine depuis des années. Pour certains, le changement climatique a été le facteur déterminant. Pour d’autres, ce sont les chasseurs qui ont porté le coup final. Dans ces pays, les progrès de la génomique et l’ADN ancien (mieux préservé dans la toundra que dans les forêts tropicales humides) ouvrent de nouvelles fenêtres sur le passé et tentent de régler la question.

L’un des efforts les plus ambitieux vient d’être publié dans le revue scientifique Cellule. Un groupe de chercheurs qui fouillent à Wrangel depuis des années a analysé le génome de 21 mammouths. Le matériel génétique appartient à des spécimens datant d’il y a plus de 50 000 ans, les plus anciens, lorsque l’espèce vivait à une époque de splendeur, jusqu’à il y a seulement 4 300 ans. 14 d’entre eux, les plus récents, sont des animaux de l’île qui couvrent la période de 6 000 ans qu’ils ont endurée à Wrangel. En comparant les insulaires entre eux et avec les continentaux, ils ont confirmé que, comme prévu, un goulot d’étranglement génétique très étroit s’était produit. Tous les mammouths de cette époque descendaient d’une seule matriarche. Ils estiment que le troupeau compterait environ huit membres. Avec cet effet fondateur profond, la consanguinité était inévitable. Cela a entraîné un fort déclin de la diversité génétique. Avec cela, on aurait pu s’attendre à ce que la génétique les condamne. Mais ça c’est pas passé comme ça.

« La population était très endogame. Il est difficile de donner un nombre exact ou de comparer le degré de consanguinité avec une autre espèce car cela dépend beaucoup du type de méthode ou de filtrage utilisé. Mais si l’on compare les mammouths de Wrangel avec leurs ancêtres directs du continent, nous constatons qu’ils présentaient des niveaux d’homozygotie quatre fois plus élevés, une mesure de consanguinité”, explique la première auteure de l’étude, Marianne Dehasque, du Centre de Paléogénétique, une organisation conjointe du Musée suédois d’histoire naturelle et de l’Université de Stockholm. Son collègue David Díez del Molino ajoute : « Les premiers surpris, c’est nous. Lorsque nous regardons la variabilité qui existe au sein de chaque individu, la variabilité génétique, l’indice que nous utilisons est l’hétérozygotie. Cette valeur était de 0,8 avant Wrangel. Et il est très stable chez les mammouths d’époques très différentes, d’il y a 50 000 ans, d’il y a 20 000 ans, d’il y a 12 000 ans. Au moment où nous avons le mammouth 0 sur l’île, c’est-à-dire il y a moins de 10 000 ans, la valeur de la diversité chute à 0,4. C’est 40 % de moins », explique Díez del Molino.

Un autre résultat qui les a déroutés concerne les mutations. Dans de très petits groupes, avec consanguinité, on s’attend à une augmentation de ces changements génétiques, certains potentiellement nocifs. En effet, ils ont observé une augmentation des délétions (mutation due à la perte de matériel génétique) de 30 %. Mais encore une fois, cela ne les a pas condamnés. « En suivant des modèles classiques, nous avons pensé que lorsqu’une population est petite, elle accumule des mutations qui sont néfastes, délétères, car on ne peut pas les faire disparaître. Il y a si peu d’individus qu’ils doivent se reproduire, sinon la population disparaît », explique Díez del Molino. “Quand les populations sont plus grandes, il est plus facile que la mutation disparaisse, car lorsqu’il s’agit de milliers d’individus, si celui qui a une mutation négative ne se reproduit pas, rien ne se passe”, détaille-t-il. Mais ce qu’ils ont découvert, c’est que si les mutations les plus nocives ont été purgées, d’autres, moins nocives, se sont accumulées.

Ils en ont immédiatement obtenu la confirmation : d’un petit troupeau, ils sont passés à un nombre qu’ils estiment entre 200 et 300 mammouths. Une telle quantité, pour une île un peu plus grande que le Pays Basque ou plus petite que la Communauté de Madrid, représente une population considérable. Le plus frappant est que cette croissance s’est produite en seulement 20 générations. Si les comparaisons avec les éléphants d’aujourd’hui sont valables, cela signifie qu’il ne leur a fallu que 600 ans environ pour prospérer de cette manière. De plus, au cours des 5 000 années suivantes, le nombre de troupes est resté relativement constant.

“Il a fallu que ce soit un événement aléatoire qui les a tués et si cela ne s’était pas produit, nous aurions encore des mammouths aujourd’hui”

Love Dalén, du Centre de paléogénétique du Musée national d’histoire naturelle et de l’Université de Stockholm

Love Dalén, auteur principal de la recherche et également du Centre de paléogénétique, déclare dans une note : « Nous pouvons désormais rejeter en toute sécurité l’idée que la population était trop petite et qu’elle était vouée à l’extinction pour des raisons génétiques. » En fait, il déclare que « cela signifie que c’est probablement un événement aléatoire qui les a tués, et si cet événement aléatoire ne s’était pas produit, nous aurions encore des mammouths aujourd’hui ». C’est pourquoi c’est un autre résultat de ce travail. Après des millénaires de relative stabilité, les données génétiques révèlent qu’il n’a fallu que dix générations (environ trois siècles) pour que les mammouths laineux disparaissent complètement.

Mais ils ne peuvent pas aller plus loin pour identifier le coupable. La météo, avec sa météo, ne pouvait être responsable d’une disparition aussi soudaine. “Il n’y a aucune preuve que les humains chassaient les mammouths sur l’île”, souligne l’Espagnol Díez del Molino. En fait, notre espèce n’apparaît dans les archives qu’environ 300 ans après la mort du dernier mammouth. “Étant donné que nos résultats montrent que la population était démographiquement stable jusqu’à son extinction il y a environ 4 000 ans, nous pensons que ce qui a causé la disparition définitive du mammouth a dû être quelque chose de bref et de soudain”, ajoute son collègue Dehasque. “C’est là que nous entrons dans le domaine de la spéculation, mais, par exemple, une épidémie, des conditions météorologiques extrêmement mauvaises affectant la disponibilité alimentaire ou d’autres événements catastrophiques auraient pu provoquer l’effondrement”, ajoute-t-il. La possibilité de l’agent pathogène a au moins un indice : les mammouths de Wrangel avaient une très faible diversité dans un ensemble de gènes connu sous le nom de complexe majeur d’histocompatibilité, qui est généralement très stable et joue un rôle fondamental dans la réponse immunitaire des animaux vertébrés. Cela aurait pu les rendre plus vulnérables.

« Les extinctions sont des processus très complexes dans lesquels interviennent généralement plusieurs facteurs »

Juan L. Cantalapiedra, paléobiologiste au Muséum national des sciences naturelles

Le paléobiologiste du Musée national des sciences naturelles, Juan L. Cantalapiedra, qui n’a pas participé à cette recherche, souligne la quantité d’informations nouvelles que la génétique apporte, ce qui était impossible il y a quelques années. Concernant les résultats, rappelons que « les extinctions sont des processus très complexes dans lesquels interviennent généralement plusieurs facteurs ». Le rôle de certains virus ou bactéries l’attire, « mais les agents pathologiques ne se fossilisent pas », se souvient-il. Il faudrait chercher, ajoute-t-il, « chez les animaux gelés dans le pergélisol ».

Bien que les génomes des mammouths analysés dans cette étude s’étendent sur une longue période, ils n’incluent pas les 300 dernières années d’existence de l’espèce. Cependant, les chercheurs ont récemment découvert des fossiles de la dernière période de son histoire sur l’île et prévoient de procéder à un séquençage génomique à l’avenir. Peut-être alors le mystère des derniers mammouths sera-t-il révélé.

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