L’ADN le plus ancien du monde est extrait de la dent d’un mammouth
L’ADN le plus ancien du monde est vieux de 1,2 million d’années et provient d’une lignée génétique de mammouths jusque-là inconnue, appelée mammouth Krestovka, révèle une nouvelle étude.
Les chercheurs ont analysé les génomes de trois mammouths antiques, en utilisant l’ADN récupéré de dents de mammouth enfouies dans le pergélisol sibérien.
Un génome remontait à 1,2 million d’années et a été nommé mammouth Krestovka en fonction de la localité russe où il a été trouvé.
Le mammouth Krestovka a divergé des autres mammouths sibériens il y a plus de deux millions d’années et est un ancêtre du célèbre mammouth laineux, révèlent les experts.
Les deux autres, également nommés d’après leur localité, sont Adycha (1,1 million d’années) et Chukochya (700 000 ans).
Le plus ancien ADN séquencé précédemment date de 780 000 à 560 000 ans.
L’illustration représente une reconstruction des mammouths des steppes qui ont précédé le mammouth laineux, basée sur les connaissances génétiques du mammouth Adycha
Les révélations montrent que Krestovka et Adycha existaient à peu près à la même époque que ce qui était auparavant considéré comme la seule espèce de mammouth qui parcourait la Sibérie il y a environ 2,5 millions d’années – le mammouth des steppes.
«Cela nous a complètement surpris», a déclaré l’auteur principal de l’étude, Tom van der Valk, du Science for Life Laboratory en Suède.
«Toutes les études précédentes ont indiqué qu’il n’y avait qu’une seule espèce de mammouth en Sibérie à ce moment-là, appelée le mammouth des steppes.
«Mais nos analyses ADN montrent maintenant qu’il y avait deux lignées génétiques différentes, que nous appelons ici le mammouth Adycha et le mammouth Krestovka.
«Nous ne pouvons pas encore le dire avec certitude, mais nous pensons que ceux-ci peuvent représenter deux espèces différentes.
Cette étude, qui marque la première fois que l’ADN est séquencé et authentifié à partir de spécimens vieux de plusieurs millions d’années, a été menée par une équipe internationale dirigée par le Centre de paléogénétique de Stockholm.
Extraire l’ADN des échantillons sibériens était un défi – les scientifiques ont découvert que seules des quantités infimes d’ADN restaient et étaient dégradées en très petits fragments.
«Cet ADN est incroyablement ancien», a déclaré Love Dalén, auteur principal de l’étude, professeur de génétique évolutionniste au Center for Palaeogenetics.
Love Dalén et la co-auteure Patrícia Pečnerová avec une défense de mammouth sur l’île Wrangel
«Les échantillons sont mille fois plus anciens que les restes de Viking et sont même antérieurs à l’existence des humains et des Néandertaliens.
L’âge des spécimens a été déterminé en utilisant à la fois des données géologiques et «l’horloge moléculaire» – une technique qui prédit comment l’évolution s’est produite sur la base du taux de mutation génétique estimé.
Les deux types d’analyses – la méthode géologique et l’horloge moléculaire – ont également donné des âges légèrement différents, comme l’a expliqué le professeur Dalén à MailOnline.
«Nous avons utilisé deux types de méthodes différentes pour déterminer l’âge des échantillons», a-t-il déclaré.
«Nous faisons un peu plus confiance aux estimations géologiques, et préférons également nous tromper par prudence.
En tout cas, deux des spécimens ont définitivement plus d’un million d’années, et le troisième selon toute vraisemblance [is just under] 0,8 million d’années.
Les chercheurs suggèrent également que le mammouth colombien, qui habitait l’Amérique du Nord pendant la dernière période glaciaire il y a environ 1,5 million d’années, était un hybride du mammouth laineux et du mammouth Krestovka.
Environ la moitié du génome du mammouth colombien provenait de la lignée Krestovka et l’autre moitié du mammouth laineux.
Échantillon de dent du mammouth Krestovka. Les résultats montrent que le mammouth Krestovka a divergé des autres mammouths sibériens il y a plus de deux millions d’années
MAMMOULES COLOMBIENS
Une illustration de 1909 de mammouths colombiens par Charles R. Knight
Les mammouths colombiens avaient très peu de fourrure, contrairement à leurs cousins laineux qui vivaient dans la toundra glaciale.
Les géants mesuraient jusqu’à 15 pieds de haut, pesaient jusqu’à 22 000 livres et avaient d’énormes défenses jusqu’à 16 pieds de long. Ils avaient également une durée de vie estimée à environ 65 ans.
Ils sont l’une des dernières lignées de mammouths à s’éteindre dans le monde et ont été anéanties il y a environ 12 000 ans.
Le mammouth colombien habitait l’Amérique du Nord aussi loin au nord que le nord des États-Unis et aussi loin au sud que le Costa Rica.
«C’est une découverte importante», a déclaré la co-auteur principal Patrícia Pečnerová de l’Université de Copenhague.
«Il semble que le mammouth colombien, l’une des espèces de la période glaciaire les plus emblématiques d’Amérique du Nord, a évolué grâce à une hybridation qui a eu lieu il y a environ 420 000 ans.
Il y a environ un million d’années, il n’y avait pas de mammouths laineux ou colombiens, car ils n’avaient pas encore évolué.
C’était l’époque de leur prédécesseur, l’ancien mammouth des steppes, et, en fin de compte, du mammouth Adycha et du mammouth Krestovka aussi.
Il y a environ un million d’années, de nombreuses espèces se sont développées à travers le monde.
C’était aussi une période de changements majeurs du climat et du niveau de la mer, ainsi que la dernière fois que les pôles magnétiques de la Terre ont changé de place.
Les chercheurs révèlent également que le génome vieux de 1,1 million d’années, du mammouth Adycha, semble avoir été ancestral du mammouth laineux.
Les chercheurs ont donc pu comparer son génome avec le génome de l’un des premiers mammouths laineux connus qui a vécu il y a 700 000 ans, ainsi qu’avec des génomes de mammouths qui n’ont que quelques milliers d’années.
Cela a permis d’étudier comment les mammouths se sont adaptés à une vie dans des environnements froids et dans quelle mesure ces adaptations ont évolué au cours du processus de spéciation.
Les analyses ont montré que des variantes génétiques associées à la vie dans l’Arctique, telles que la croissance des poils, la thermorégulation, les amas graisseux, la tolérance au froid et les rythmes circadiens, étaient déjà présentes chez le mammouth vieux d’un million d’années, bien avant l’origine du mammouth laineux.
Une défense de mammouth laineux découverte en 2017 dans le lit d’une crique de l’île Wrangel, une île de l’océan Arctique, entre la mer des Tchouktches et la mer de Sibérie orientale
Défense de mammouth laineux émergeant du pergélisol sur le centre de l’île Wrangel, situé dans le nord-est de la Sibérie
Ces résultats indiquent que la plupart des adaptations dans la lignée des mammouths se sont produites lentement et progressivement au fil du temps.
«Être capable de retracer les changements génétiques à travers un événement de spéciation est unique», a déclaré le co-auteur principal David Díez-del-Molino.
«Nos analyses montrent que la plupart des adaptations au froid étaient déjà présentes chez l’ancêtre du mammouth laineux, et nous ne trouvons aucune preuve que la sélection naturelle était plus rapide pendant le processus de spéciation.
L’étude a été publiée aujourd’hui dans Nature.
POURRAIT-ON RESURRECT DES MAMMOULES?
Les mammouths laineux mâles mesuraient environ 3,5 m de haut, tandis que les femelles étaient légèrement plus petites.
Ils avaient des défenses incurvées mesurant jusqu’à 5 mètres de long et leurs bas de ventre arboraient une couche de poils hirsutes jusqu’à 1 mètre de long.
De minuscules oreilles et des queues courtes ont empêché la perte de chaleur corporelle vitale.
Leurs troncs avaient «deux doigts» à la fin pour les aider à cueillir l’herbe, les brindilles et d’autres végétaux.
Ils tirent leur nom du « mammut » russe, ou taupe de terre, car on croyait que les animaux vivaient sous terre et mouraient au contact de la lumière – expliquant pourquoi ils étaient toujours retrouvés morts et à moitié enterrés.
On croyait autrefois que leurs os appartenaient à des races de géants éteintes.
Les mammouths laineux et les éléphants des temps modernes sont étroitement liés, partageant 99,4% de leurs gènes.
Les deux espèces ont emprunté des voies d’évolution distinctes il y a six millions d’années, à peu près au même moment où les humains et les chimpanzés suivaient leur propre chemin.
Les mammouths laineux coexistaient avec les premiers humains, qui les chassaient pour se nourrir et utilisaient leurs os et leurs défenses pour fabriquer des armes et de l’art.
La technique la plus largement utilisée, connue sous le nom de CRISPR / Cas9, permet aux scientifiques de créer un animal hybride à partir des fossiles préservés de mammouths laineux et de le fusionner avec des cellules d’un éléphant vivant. Les deux espèces partagent 99,4% de leur ADN
«Désextinction» du mammouth est devenu une perspective réaliste en raison de techniques révolutionnaires d’édition de gènes qui permettent la sélection et l’insertion précises d’ADN à partir de spécimens congelés pendant des millénaires dans la glace sibérienne.
La technique la plus largement utilisée, connue sous le nom de CRISPR / Cas9, a transformé le génie génétique depuis sa première démonstration en 2012.
Le système permet la manipulation «couper-coller» de brins d’ADN avec une précision jamais vue auparavant.
En utilisant cette technique, les scientifiques pourraient couper et coller de l’ADN de mammouth préservé dans des éléphants d’Asie pour créer un hybride éléphant-mammouth.
Les mammouths ont parcouru la toundra glacée d’Europe et d’Amérique du Nord pendant 140 000 ans, disparaissant à la fin de la période du Pléistocène, il y a 10 000 ans.
Ils sont l’un des animaux préhistoriques les mieux compris connus de la science car leurs restes ne sont souvent pas fossilisés mais gelés et préservés.
.