L’ADN le plus ancien du monde débloque une lignée de mammouths de la période glaciaire

Les chercheurs ont reconstruit des séquences d’ADN relativement complètes à partir de trois spécimens dans le cadre d’un effort pour étudier l’arbre généalogique des mammouths. Des variations dans le matériel génétique ont montré comment les mastodontes défensés de 10 tonnes ont évolué à une époque où des calottes glaciaires d’un kilomètre d’épaisseur recouvraient une grande partie de l’hémisphère nord – et ont révélé un ancêtre inconnu des mammouths qui parcouraient autrefois l’Amérique du Nord.

«Avec cet ADN de mammouth, vous pouvez regarder directement l’évolution sur plus d’un million d’années», a déclaré Alfred Roca, un généticien de la conservation à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign qui étudie l’évolution des éléphants mais qui ne faisait pas partie de la groupe qui a mené la nouvelle recherche. «Vous pouvez voir les changements dans l’ADN et voir une espèce évoluer vers une espèce très différente.»

À l’apogée de la période glaciaire, il y a environ 20 000 ans – ce que les scientifiques appellent le dernier maximum glaciaire – la prairie froide et sèche où vivaient les mammouths était l’habitat le plus étendu sur terre. Il s’étendait de l’Espagne vers l’est à travers l’Eurasie jusqu’au Canada et des îles arctiques vers le sud jusqu’en Chine.

Jusqu’à 10 millions de carcasses de mammouths sont préservées dans le pergélisol arctique, selon des paléontologues du Natural History Museum du Royaume-Uni à Londres. Des restes de mammouths bien préservés se retrouvent si souvent que les chasseurs de défense modernes en Russie sont en mesure d’exporter jusqu’à 80 tonnes d’ivoire de mammouth chaque année, selon une estimation de 2019 des économistes de l’Université de Cambridge.

Lorsqu’ils sont exhumés, certains mammouths semblent si frais que leurs tissus mous et leurs peaux laineuses sont intacts. À partir de ces spécimens, les scientifiques extraient et étudient l’ADN ancien, dans l’espoir de mieux comprendre les animaux qui dominaient autrefois la planète – certains chercheurs se demandant s’il serait possible de les ramener à la vie.

Pour la nouvelle recherche, une équipe internationale de scientifiques dirigée par le généticien évolutionniste Love Dalén au Centre de paléogénétique de l’Université de Stockholm a prélevé l’ADN de carcasses de mammouths trouvées dans le nord-est de la Sibérie dans les années 1970, puis conservées à l’Académie des sciences de Russie. «Institut géologique de Moscou.

«Cet ADN a été extrêmement dégradé en de très petits morceaux», a déclaré le Dr Dalén. «Nous avons dû séquencer plusieurs milliards de séquences d’ADN ultra-courtes afin de décortiquer ce génome ensemble.»

L’ADN des deux spécimens les plus anciens datant d’il y a environ 1,2 million d’années, ont déclaré les scientifiques. Les deux appartenaient à une espèce appelée mammouth des steppes, qui mesurait généralement 15 pieds de haut et arborait des défenses incurvées pouvant atteindre 16 pieds de long. Le troisième spécimen appartenait à l’un des premiers mammouths laineux connus, une espèce plus petite qui vivait il y a entre 500 000 et 800 000 ans, selon les scientifiques.

Les analyses génétiques ont identifié l’un des mammouths des steppes comme membre d’un groupe qui a finalement évolué pour devenir le mammouth laineux, une espèce qui a survécu dans certaines régions jusqu’à il y a environ 4000 ans. L’autre mammouth des steppes appartenait à une lignée jusqu’alors inconnue qui aurait pu être un ancêtre des mammouths colombiens qui vivaient plus tard en Amérique du Nord.

« À notre grande surprise, il y avait peut-être deux espèces de mammouths là-bas, et l’une d’entre elles dont nous ignorions l’existence », a déclaré le Dr Dalén.

Les scientifiques ont daté les spécimens en utilisant les preuves d’autres vestiges sur le site, l’âge des sédiments dans lesquels les carcasses ont été enterrées et les traces de changements périodiques du champ magnétique de la planète préservés dans les couches minérales. Ils ont également utilisé une horloge dite moléculaire qui mesure l’âge en calculant la vitesse à laquelle les mutations génétiques s’accumulent au fil du temps.

D’autres scientifiques ont essayé d’utiliser l’ADN de mammouth extrait de telles découvertes dans des expériences conçues pour voir s’il serait possible de ressusciter les habitants emblématiques de la période glaciaire.

En 2019, des chercheurs de l’Université japonaise de Kindai ont prélevé du matériel génétique d’un mammouth de 28000 ans trouvé en Sibérie et l’ont implanté dans des cellules de souris. Mais les gènes étaient trop endommagés pour fonctionner correctement et ne présentaient aucun signe de l’activité moléculaire nécessaire à la division cellulaire.

Pour un projet distinct, le généticien de l’Université de Harvard George Church a essayé d’utiliser l’outil d’édition de gène Crispr pour insérer de l’ADN de mammouth dans des cultures de cellules d’éléphants vivants.

Le Dr Dalén a déclaré qu’il doutait que les efforts visant à ressusciter le mammouth porteraient leurs fruits. «Personnellement, je suis légèrement sceptique que cela fonctionnera un jour», a-t-il déclaré.

Écrire à Robert Lee Hotz à sciencejournal@wsj.com