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Une découverte qui fait reculer les données ADN d’un million d’années, à une époque où la région était 11 à 19°C plus chaude qu’aujourd’hui.

Un échantillon d’ADN vieux de deux millions d’années prélevé dans le nord du Groenland a révélé que la région abritait autrefois des mastodontes, des lemmings et des oies, offrant ainsi un aperçu sans précédent de la manière dont le changement climatique peut façonner les écosystèmes.

Cette percée dans l’analyse de l’ADN ancien fait reculer l’enregistrement de l’ADN d’un million d’années, à une époque où la région arctique était 11 à 19°C plus chaude qu’aujourd’hui. L’analyse révèle que la péninsule septentrionale du Groenland, aujourd’hui un désert polaire, abritait autrefois des forêts boréales de peupliers et de bouleaux grouillant de vie. Ces travaux donnent des indications sur la manière dont les espèces pourraient s’adapter, ou être génétiquement modifiées, pour survivre à la menace d’un réchauffement rapide de la planète.

Le professeur Eske Willerslev, de l’université de Cambridge et de l’université de Copenhague, a déclaré : « Un nouveau chapitre couvrant 1m d’années supplémentaires d’histoire a finalement été ouvert et pour la première fois, nous pouvons regarder directement l’ADN d’un écosystème passé aussi loin dans le temps. »

Les fragments ont 1m d’années de plus que le précédent record d’ADN prélevé sur un os de mammouth sibérien. « L’ADN peut se dégrader rapidement, mais nous avons montré que dans les bonnes circonstances, nous pouvons maintenant remonter plus loin dans le temps que quiconque aurait osé l’imaginer », a déclaré Willerslev.

À l’avenir, des techniques similaires pourraient être utilisées pour découvrir de nouvelles informations sur les premiers humains et leurs ancêtres, a-t-il ajouté.

Willerslev et ses collègues ont travaillé pendant 16 ans sur ce projet, qui a permis de séquencer et d’identifier l’ADN de 41 échantillons trouvés cachés dans l’argile et le quartz. Les échantillons d’ADN anciens ont été découverts enfouis profondément dans la formation de Kap København, un dépôt de sédiments de près de 100 mètres d’épaisseur qui s’est constitué sur 20 000 ans. Le sédiment, niché dans l’embouchure d’un fjord de l’océan Arctique, à l’extrême nord du Groenland, a finalement été préservé dans la glace ou le pergélisol et n’a pas été perturbé par l’homme pendant 2 millions d’années.

L’extraction et l’analyse de l’ADN étaient un processus laborieux qui impliquait de rassembler de minuscules fragments de matériel génétique qu’il fallait d’abord détacher des sédiments d’argile et de quartz. Ce n’est que l’avènement d’une nouvelle génération de techniques de séquençage de l’ADN qui a permis aux scientifiques d’identifier et de reconstituer des fragments d’ADN extrêmement petits et endommagés, en se référant à de vastes bibliothèques d’ADN recueillies auprès d’animaux, de plantes et de micro-organismes actuels.

L’image qui s’en dégage est celle de forêts peuplées de rennes, de lièvres, de lemmings et de mastodontes, des mammifères de l’ère glaciaire ressemblant à des éléphants, que l’on ne trouvait auparavant qu’en Amérique du Nord et centrale.

Les échantillons n’ont pas révélé la présence de carnivores – probablement parce qu’ils étaient moins nombreux – mais les scientifiques ont émis l’hypothèse de la présence d’ours, de loups ou de tigres à dents de sabre. « Nous ne savons pas ce qui était là, mais probablement quelque chose qui mangeait des mastodontes et des rennes », a déclaré Willerslev.

Selon les auteurs, il est encourageant que ces espèces aient pu prospérer si loin au nord, dans une région qui aurait été plongée dans l’obscurité pendant une grande partie de l’hiver, malgré des températures plus élevées.

« Les données suggèrent que davantage d’espèces peuvent évoluer et s’adapter à des températures très variables qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré le Dr Mikkel Pedersen, du Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck à l’université de Copenhague et coauteur.

Toutefois, la rapidité du réchauffement planétaire actuel signifie que de nombreuses espèces n’auront pas suffisamment de temps pour s’adapter, ce qui signifie que l’urgence climatique reste une énorme menace pour la biodiversité. Willerslev et ses collègues ont déclaré que l’étude des écosystèmes anciens pourrait fournir des indices sur la façon dont certaines espèces étaient génétiquement adaptées à un climat plus chaud.

« Il est possible que le génie génétique puisse imiter la stratégie développée par les plantes et les arbres il y a 2 millions d’années pour survivre dans un climat caractérisé par une hausse des températures et empêcher l’extinction de certaines espèces, de plantes et d’arbres », a déclaré le professeur Kurt Kjærr, de l’Université de Copenhague et coauteur de l’étude. « C’est l’une des raisons pour lesquelles cette avancée scientifique est si importante, car elle pourrait révéler comment tenter de contrer l’impact dévastateur du réchauffement climatique. »