De l’ADN le plus ancien révèle un monde perdu (vidéo)

Reconstruction de la formation de Kap København il y a deux millions d’années.

Des fragments microscopiques d’ADN ont été trouvés dans les sédiments de la période glaciaire dans le nord du Groenland. À l’aide d’une technologie de pointe, les chercheurs ont découvert que les fragments avaient un million d’années de plus que le précédent record d’ADN prélevé sur un os de mammouth sibérien .

La découverte a été faite par une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Eske Willerslev et le professeur Kurt H. Kjær . Le professeur Willerslev est membre du St John’s College de l’Université de Cambridge et directeur du centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck de l’Université de Copenhague où le professeur Kjær, expert en géologie, est également basé.

« Un nouveau chapitre couvrant un million 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 », a commenté le professeur Willerslev.

« L’ADN peut se dégrader rapidement, mais nous avons montré que dans les bonnes circonstances, nous pouvons désormais remonter plus loin dans le temps que quiconque n’aurait osé l’imaginer. »

Le professeur Kjær ajoute que

« les anciens échantillons d’ADN ont été retrouvés profondément enfouis dans des sédiments qui s’étaient accumulés sur 20 000 ans. Les sédiments ont finalement été préservés dans la glace ou le pergélisol et, surtout, non perturbés par l’homme pendant deux millions d’années ».

Les échantillons incomplets, des chaînes d’ADN de quelques millionièmes de millimètre de long, ont été prélevés dans la formation de København, une formation sédimentaire de près de 100 mètres d’épaisseur déposée dans la zone peu profonde d’un fjord au point le plus au nord du Groenland. 

Le climat du Groenland au moment de la sédimentation était de 10 à 17 degrés plus chaud qu’aujourd’hui, soutenant un écosystème sans équivalent actuel, ressemblant à un mélange de forêt tempérée et de prairie mixte.

Les travaux de détective de 40 chercheurs du Danemark, du Royaume-Uni, de France, de Suède, de Norvège, des États-Unis et d’Allemagne ont révélé les secrets des fragments d’ADN. 

Le processus était laborieux – ils devaient d’abord établir s’il y avait de l’ADN caché dans les sédiments, et s’il y en avait, pourraient-ils réussir à détacher l’ADN des grains minéraux – comme les particules d’argile et les cristaux de quartz – pour l’examiner ? 

La réponse, finalement, était oui. Les chercheurs ont comparé chaque fragment d’ADN avec de vastes bibliothèques d’ADN provenant d’animaux, de plantes et de micro-organismes actuels.

Les scientifiques ont découvert des preuves d’animaux, de plantes et de micro-organismes, notamment des rennes, des lièvres, des lemmings, des bouleaux et des peupliers. 

Ils ont même découvert que Mastodon , un éléphant de la période glaciaire, errait jusqu’au Groenland avant de s’éteindre plus tard. Auparavant, on pensait que l’aire de répartition de l’espèce ne s’étendait pas à partir de ses origines connues d’Amérique du Nord et d’Amérique centrale.

Certains des fragments d’ADN étaient faciles à classer comme prédécesseurs des espèces actuelles, d’autres ne pouvaient être liés qu’au niveau du genre, et certains provenaient d’espèces impossibles à placer dans les bibliothèques d’ADN d’animaux, de plantes et de micro-organismes encore vivants aujourd’hui.

Les découvertes ont ouvert une toute nouvelle période dans la détection de l’ADN. Grâce à une nouvelle génération d’équipements d’extraction et de séquençage, les chercheurs pourront localiser et identifier des fragments extrêmement petits et endommagés d’informations génétiques dans des sédiments considérés auparavant comme impropres à la conservation de l’ADN.

« L’ADN survit généralement mieux dans des conditions froides et sèches telles que celles qui ont prévalu pendant la majeure partie de la période depuis le dépôt du matériau à Kap København. Maintenant que nous avons réussi à extraire l’ADN ancien de l’argile et du quartz, il est possible que l’argile ait l’ADN ancien préservé dans des environnements chauds et humides sur des sites trouvés en Afrique », conclut le professeur Willerslev.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-04398-6

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