Deux millions d'années ! Les plus anciens échantillons d'ADN ont été retrouvés dans la formation de Kap København, un dépôt de sédiments de près de 100 mètres d'épaisseur situé à l'embouchure d'un fjord de l'océan Arctique, à l'extrême nord du Groenland. Ils font faire un bond à la science de près d'un million d'années, le précédent record était détenu par de l'ADN extirpé de restes de mammouths des steppes vieux de 700.000 à 1,2 million d'années. "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...", s'est réjoui, lors d'une conférence en ligne, Eske Willerslev du St John's College de l'université de Cambridge, un des auteurs de la publication qui fait la une de la prestigieuse revue Nature.
L'ADN, une molécule fragile
En 2012, dans une étude publiée dans la revue Proceeding of the Royal Society B, une équipe américano-australienne avait essayé d'évaluer le temps de survie d'un brin d'ADN. Leur conclusion était sans appel : une molécule d'ADN se désagrège à moitié en 521 ans. La moitié de ce qui reste disparait à son tour en 521 ans... Bref en à peu près 1,5 million d'années, il n'en reste quasiment aucune trace. Voilà pour la théorie. En pratique, les conditions de préservation ou de fossilisation raccourcissent encore cette limite "mais nous avons montré que dans les bonnes circonstances, nous pouvons maintenant remonter plus loin dans le temps que quiconque aurait osé l'imaginer", constate Eske Willerslev.
Effectivement, les 41 échantillons d'ADN récupérés par une équipe internationale, à Kap København, étaient profondément enfouis dans des sédiments qui se sont accumulés puis ont été préservés dans le pergélisol pendant deux millions d'années. Des techniques de pointe ont été utilisées pour identifier les minuscules débris d'ADN, longs de quelques millionièmes de millimètre, enchâssés dans le quartz, éviter toute contamination et finalement les analyser. Dans 6 des 41 échantillons ont également été retrouvés des grains de pollens.
Deux millions d'années ! Les plus anciens échantillons d'ADN ont été retrouvés dans la formation de Kap København, un dépôt de sédiments de près de 100 mètres d'épaisseur situé à l'embouchure d'un fjord de l'océan Arctique, à l'extrême nord du Groenland. Ils font faire un bond à la science de près d'un million d'années, le précédent record était détenu par de l'ADN extirpé de restes de mammouths des steppes vieux de 700.000 à 1,2 million d'années. "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...", s'est réjoui, lors d'une conférence en ligne, Eske Willerslev du St John's College de l'université de Cambridge, un des auteurs de la publication qui fait la une de la prestigieuse revue Nature.
L'ADN, une molécule fragile
En 2012, dans une étude publiée dans la revue Proceeding of the Royal Society B, une équipe américano-australienne avait essayé d'évaluer le temps de survie d'un brin d'ADN. Leur conclusion était sans appel : une molécule d'ADN se désagrège à moitié en 521 ans. La moitié de ce qui reste disparait à son tour en 521 ans... Bref en à peu près 1,5 million d'années, il n'en reste quasiment aucune trace. Voilà pour la théorie. En pratique, les conditions de préservation ou de fossilisation raccourcissent encore cette limite "mais nous avons montré que dans les bonnes circonstances, nous pouvons maintenant remonter plus loin dans le temps que quiconque aurait osé l'imaginer", constate Eske Willerslev.
Effectivement, les 41 échantillons d'ADN récupérés par une équipe internationale, à Kap København, étaient profondément enfouis dans des sédiments qui se sont accumulés puis ont été préservés dans le pergélisol pendant deux millions d'années. Des techniques de pointe ont été utilisées pour identifier les minuscules débris d'ADN, longs de quelques millionièmes de millimètre, enchâssés dans le quartz, éviter toute contamination et finalement les analyser. Dans 6 des 41 échantillons ont également été retrouvés des grains de pollens.
Les couches de sédiments de Kap København dans lesquelles ont été recueillis les échantillons d'ADN. Crédits : Professeur Kurt H. Kjær.
Une vie foisonnante au Groenland il y a deux millions d'années
À partir de cet ADN, les auteurs ont pu reconstituer l'aspect de l'écosystème de cette région, il y a deux millions d'années. Et il était bien différent du désert arctique actuel : s'y dressait une forêt boréale avec une végétation mixte de peupliers, de bouleaux et de thuyas, ainsi qu'une variété d'arbustes et d'herbes arctiques et boréales. Un lieu hospitalier, où les températures étaient entre 10 et 20°C plus hautes qu'aujourd'hui, peuplé d'une vie foisonnante. Les traces génétiques attestent, en effet, de la présence de rennes, de lièvres, de lemmings, d'oies et même de mastodontes, des mammifères de l'ère glaciaire dotés d'une trompe et de quatre défenses. C'est la première preuve que ces géants ont fréquenté le Groenland, auparavant, on les pensait cantonner en Amérique Centrale et à l'Amérique du Nord. "A l'époque et comme aujourd'hui, le Groenland était une île et on ne pensait pas que les mastodontes avaient pu y accéder mais nous prouvons le contraire. Donc soit ils ont nagé pour y arriver, soit ils ont eu accès à une parcelle de route gelée qui reliait l'Amérique", précise Eske Willerslev.
De nombreux échantillons n'ont pas permis d'identifier une espèce spécifique mais parfois juste le genre des animaux et certains n'ont pas du tout pu être catalogués. C'est particulièrement le cas des bactéries et des champignons dont la cartographie est encore en cours. Une description détaillée de l'interaction entre toutes ces formes de vies fera l'objet d'une prochaine publication.
Le paysage glacé de Kap København. Crédits : NOVA/HHMI Tangled Bank Studios/Handful of Films.
Des perspectives fascinantes en paléontologie
Autre surprise : il aurait aussi existé une population de limules de l'Atlantique (Limulus polyphemus), des animaux marins proches des arachnides. Selon les auteurs, cela pourrait signifier que les eaux de surface étaient très chaudes au Pléistocène à Kap København, "un écosystème qui n'a pas d'équivalent actuel... et qui est similaire à celui que nous attendons sur notre planète, à l'avenir, en raison du réchauffement climatique", souligne dans un communiqué Mikkel W. Pedersen co-auteur de l'étude, du Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck, au Danemark. "Les données suggèrent que davantage d'espèces peuvent évoluer et s'adapter à des températures très variables qu'on ne le pensait auparavant. Mais, fait crucial, ces résultats montrent qu'elles ont besoin de temps pour y parvenir. La rapidité du réchauffement climatique actuel signifie que les organismes et les espèces n'ont pas ce temps, de sorte que l'urgence climatique reste une énorme menace pour la biodiversité et le monde", prévient-il.
Les chercheurs ont donc réussi à remonter le temps de deux millions d'années mais pourraient-ils aller encore plus loin ? Est-ce que de l'ADN plus ancien encore pourrait être récupéré dans les sédiments ? Oui, répond Eske Willerslev : "Il y a de l'ADN mêlé à de plus anciennes particules d'argile et nous ne sommes pas encore capables de le libérer correctement. Nous y travaillons et quand nous y parviendrons, nous aurons accès à un nouveau pool d'ADN qui nous amènera beaucoup, beaucoup plus loin". Plus loin dans le temps mais aussi à des latitudes plus basses. Ce genre de recherche se déroule, jusqu'ici, dans des zones froides et sèches où l'ADN a plus de chances de se conserver. Mais une fois que les techniques d'extraction de l'ADN de l'argile seront améliorées, il sera possible d'élargir les investigations à l'Afrique : "si nous pouvons commencer à explorer ce continent, nous pourrons peut-être recueillir des informations révolutionnaires sur l'origine de nombreuses espèces différentes peut-être même de nouvelles connaissances sur les premiers humains et leurs ancêtres. Les possibilités sont infinies".
