Les ours noirs de l’âge de pierre ne faisaient pas que déféquer dans les bois – ils le faisaient aussi dans une grotte –

Les résultats ont été décrits comme les “ atterrissages sur la lune ” de la génomique parce que les chercheurs n’auront plus à se fier à la recherche et aux tests de fossiles pour déterminer l’ascendance génétique, les liens et les découvertes – et c’est grâce aux ours noirs de l’âge de pierre qui ont déféqué dans une télécommande. grotte au Mexique il y a 16 000 ans.

Une équipe de scientifiques du Centre GeoGenetics de la Fondation Lundbeck, Université de Copenhague, dirigée par le professeur Eske Willerslev, directeur de la fondation et membre du St John’s College, Université de Cambridge, a recréé les génomes d’animaux, de plantes et de bactéries de fragments microscopiques de ADN trouvé dans la grotte Chiquihuite.

Les résultats, qui ont été publiés aujourd’hui (19 avril 2021) dans Biologie actuelle, sont la première fois que l’ADN environnemental a été séquencé à partir du sol et des sédiments et comprend l’ancien profil ADN d’un ours noir américain de l’âge de pierre prélevé dans des échantillons de la grotte.

Cette «première scientifique» a une signification plus large car elle augmente la capacité des scientifiques à étudier l’évolution des animaux, des plantes et des micro-organismes, qui a été saluée comme l’aube d’une «ère entièrement nouvelle» de la génétique des populations. Le travail a été possible grâce à la technologie de pointe et à la compréhension au cours des cinq dernières années.

En effet, travailler avec de l’ADN très fragmenté à partir d’échantillons de sol signifie que les scientifiques n’ont plus à se fier à des échantillons d’ADN provenant d’os ou de dents pour obtenir suffisamment de matériel génétique pour recréer un profil d’ADN ancien, ce qui ouvre le champ à ce qui peut être testé et étudié.

Les échantillons comprenaient des excréments et des gouttelettes d’urine provenant d’un ancêtre de l’ours le plus familier et le plus commun d’Amérique du Nord – l’ours noir américain – ce qui a permis aux scientifiques de recréer l’intégralité du code génétique de deux espèces de l’animal. Le premier est l’ours noir américain de l’âge de pierre, le second est un ours à visage court éteint appelé Arctodus simus qui est mort il y a 12000 ans.

Le professeur Willerslev a déclaré: «Lorsqu’un animal ou un humain urine ou défèque, les cellules de l’organisme sont également excrétées. Et les fragments d’ADN de ces cellules sont ce que nous pouvons détecter dans les échantillons de sol. En utilisant des techniques de séquençage extrêmement puissantes, nous avons reconstruit des génomes – – profils génétiques – sur la base de ces fragments pour la première fois Nous avons montré que les cheveux, l’urine et les matières fécales fournissent tous du matériel génétique qui, dans les bonnes conditions, peut survivre bien plus de 10 000 ans.

«Partout dans le monde, toutes les personnes scientifiquement impliquées dans l’étude de l’ADN ancien ont reconnu la nécessité de reconstruire des génomes à partir de fragments trouvés dans le sol ou les sédiments. Pouvoir le faire pour la première fois signifie que nous avons ouvert une nouvelle frontière. Analyse de l’ADN trouvé dans le sol pourrait avoir le potentiel d’élargir le récit sur tout, de l’évolution des espèces aux développements du changement climatique – c’est l’alunissage de la génomique parce que les fossiles ne seront plus nécessaires. “

La grotte Chiquihuite, d’où les échantillons ont été prélevés, est un site de haute altitude, à 2750 mètres d’altitude. Près de 2000 outils en pierre et petits fragments d’outils, appelés flocons, ont été découverts.

Le même groupe de scientifiques a révélé l’année dernière que l’analyse ADN des restes de plantes et d’animaux provenant des sédiments emballés autour des outils de la grotte datait les outils et l’occupation humaine du site il y a 25000 à 30000 ans – 15000 ans plus tôt que les humains. on pensait auparavant avoir atteint les Amériques. L’ADN humain n’a pas encore été trouvé.

L’ADN de souris, d’ours noirs, de rongeurs, de chauves-souris, de campagnols et de rats kangourous a été trouvé et le génome des deux espèces d’ours a maintenant été séquencé. L’énorme ours à face courte prédatrice, qui vivait également en Amérique du Nord, mesurait près de deux mètres à quatre pattes et pouvait peser jusqu’à 1000 kilos.

Le professeur adjoint Mikkel Winther Pedersen, premier auteur de l’article, a déclaré: «Les ours à face courte qui vivaient dans le nord du Mexique étaient nettement différents de la population d’ours noirs vivant dans le nord-ouest du Canada. C’est un excellent exemple des nouvelles connaissances. qui devient soudainement disponible lorsque vous reconstruisez des génomes à partir de fragments d’ADN extraits du sol. “

Le professeur Pedersen a décrit le nouveau séquençage comme «l’aube d’une ère entièrement nouvelle» de la génomique des populations.

Il a déclaré: “Les études de l’ADN environnemental ancien ont été très limitées jusqu’à présent. L’ADN fragmenté d’un échantillon de sol ne pouvait que nous dire si une espèce spécifique vivait dans une certaine localité à un certain moment, mais cela ne nous a pas donné de détails concrets sur l’individu. Dans la question.

“Donc, nous ne pouvions pas comparer cet individu avec des individus actuels de la même espèce. Mais nous pouvons maintenant. Nous avons publié pour la première fois un profil ADN d’un ours noir américain qui vivait dans une grotte de montagne dans le nord du Mexique. l’âge de pierre. Je n’exagère pas quand je dis que le potentiel d’extraire ce type d’informations à partir d’un échantillon de sol de quelques grammes à peine révolutionnera notre champ. “

Des fragments de sédiments pourront être testés dans de nombreuses anciennes colonies de l’âge de pierre à travers le monde.

Le professeur Willerslev a ajouté: “Imaginez les histoires que ces traces pourraient raconter. C’est un peu insensé – mais aussi fascinant – de penser que, à l’âge de pierre, ces ours urinaient et déféquaient dans la grotte Chiquihuite et nous laissaient les traces que nous ” re capable d’analyser aujourd’hui. “