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Coup de froid sur l’histoire polaire

jeudi 6 février 2014

par Agnès Vernet

En analysant les traces d’ADN des sédiments du permafrost, des recherches tracent une nouvelle histoire de l’écosystème arctique.

Le cercle polaire arctique est une des régions les plus inhospitalières de la planète. Ce qui explique pourquoi les scientifiques maîtrisent encore peu son histoire naturelle, en particulier celle de sa végétation. Pour étudier la flore, une des méthodes les plus fréquemment utilisées repose sur l’analyse des pollens, qui comporte des biais comme la surestimation des graminées, grandes productrices de pollens.
Une autre approche propose d’étudier les traces d’ADN contenues dans les sédiments captifs du permafrost grâce au code-barres génétique. Cette technique consiste à séquencer les traces d’ADN d’un milieu et de comparer les résultats aux séquences de référence de la cytochrome oxydase, protéine mitochondriale très variable d’une espèce à une autre. On peut ainsi analyser globalement les traces de biomasse végétale et les restes de vie animale – des excréments résiduels, par exemple – et obtenir rapidement une représentation qualitative et quantitative d’un écosystème donné.
En appliquant la méthode du code-barres génétique à 242 échantillons de sédiments, prélevés dans différents sites du permafrost et datés grâce au carbone14, des chercheurs du Muséum d’Histoire naturelle de l’Université de Copenhague, soutenus par des collaborations internationales, distinguent un nouveau modèle d’évolution de la flore arctique au cours des 50 000 dernières années. Alors que les hypothèses précédentes suggéraient une prédominance des plantes graminées, ces nouvelles données montrent que les non graminées avaient conquis une steppe aride durant la période allant de -50 000 à -25 000 ans. Puis le dernier âge de glace a fortement réduit la diversité tout en laissant les plantes non graminées majoritaires, jusqu’à il y a environ -15 000 ans. Enfin, depuis 10 000 ans, les graminées et les plantes à bois dominent la flore arctique. Ces résultats sont confortés par une analyse parallèle de nématodes modernes et anciens caractérisant la couverture végétale d’un site.
Utiles pour dessiner le paysage polaire au cours du temps, ces recherches interrogent aussi notre compréhension de la vie des grands mammifères herbivores, comme les mammouths ou les rhinocéros laineux, qui peuplaient encore ces régions il y a plus de 10 000 ans. Les plantes non graminées étaient alors si répandues qu’elles devaient faire partie de leur alimentation.

Willerslev E et al. (2014) Nature 506, 47-51

Échantillon de permafrost prélevé à la péninsule de Taïmyr, en Sibérie
© MacPhee R

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