Une grotte inaccessible a conservé des indices sur le passé climatique de la Jamaïque dans les couches sédimentaires du guano de chauve-souris –

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  • Au fond d’une grotte jamaïcaine se trouve un trésor d’excréments de chauves-souris, déposés en couches séquentielles par des générations de chauves-souris sur 4 300 ans.

    Analogue aux enregistrements du passé trouvés dans des couches de boue de lac et de glace antarctique, le tas de guano mesure à peu près la hauteur d’un homme de grande taille (2 mètres), en grande partie non perturbé, et contient des informations sur les changements climatiques et la façon dont les sources de nourriture des chauves-souris ont changé. au fil des millénaires, selon une nouvelle étude.

    «Nous étudions les archives naturelles et reconstruisons les histoires naturelles, principalement à partir de sédiments lacustres. C’est la première fois que des scientifiques interprètent les régimes alimentaires des chauves-souris du passé, à notre connaissance», a déclaré Jules Blais, limnologue à l’Université d’Ottawa et auteur de la nouvelle étude. dans le Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Le journal de l’AGU pour la recherche sur les interactions entre les processus biologiques, géologiques et chimiques à travers les écosystèmes de la Terre.

    Blais et ses collègues ont appliqué les mêmes techniques que celles utilisées pour les sédiments lacustres à un gisement de guano trouvé dans la grotte Home Away from Home, en Jamaïque, en extrayant un «noyau» vertical s’étendant du haut du tas jusqu’aux dépôts les plus anciens en bas et en l’amenant à le laboratoire d’analyse biochimique.

    Environ 5000 chauves-souris de cinq espèces utilisent actuellement la grotte comme abri de jour, selon les chercheurs.

    «Comme nous le voyons dans le monde entier dans les sédiments lacustres, le gisement de guano enregistrait l’histoire dans des couches claires. Tout n’était pas mélangé», a déclaré Blais. “C’est un gisement énorme et continu, avec des datations au radiocarbone remontant à 4 300 ans dans les couches inférieures les plus anciennes.”

    La nouvelle étude a examiné les marqueurs biochimiques de l’alimentation appelés stérols, une famille de produits chimiques robustes fabriqués par des cellules végétales et animales qui font partie de la nourriture que les chauves-souris et d’autres animaux mangent. Le cholestérol, par exemple, est un stérol bien connu fabriqué par les animaux. Les plantes fabriquent leurs propres stérols distinctifs. Ces marqueurs de stérols passent à travers le système digestif dans les excréments et peuvent être conservés pendant des milliers d’années.

    “En tant que travail montrant ce que vous pouvez faire avec le caca, cette étude ouvre de nouveaux horizons”, a déclaré Michael Bird, chercheur en changement environnemental dans les tropiques à l’Université James Cook du Queensland, en Australie, qui n’a pas participé à la nouvelle étude. . “Ils ont vraiment étendu la boîte à outils qui peut être utilisée sur les gisements de guano dans le monde entier.”

    Climats passés, régimes passés

    Comme les enregistrements de sédiments et de carottes de glace, le noyau de guano extrait de la grotte jamaïcaine a enregistré les signatures chimiques des activités humaines telles que les essais nucléaires et la combustion d’essence au plomb, ce qui, avec la datation au radiocarbone, a aidé les chercheurs à corréler l’histoire observée dans le guano avec d’autres événements de l’histoire climatique de la Terre.

    Les chauves-souris pollinisent les plantes, suppriment les insectes et répandent les graines tout en cherchant de la nourriture. Les changements dans le régime alimentaire des chauves-souris ou la représentation des espèces en réponse au climat peuvent avoir des effets réverbérants sur les écosystèmes et les systèmes agricoles.

    «Nous avons déduit de nos résultats que le climat passé a eu un effet sur les chauves-souris. Compte tenu des changements climatiques actuels, nous nous attendons à voir des changements dans la façon dont les chauves-souris interagissent avec l’environnement», a déclaré Lauren Gallant, chercheuse à l’Université d’Ottawa et auteur de la nouvelle étude. “Cela pourrait avoir des conséquences sur les écosystèmes.”

    La nouvelle étude a comparé les quantités relatives de stérols végétaux et animaux dans le noyau de guano remontant dans le temps à travers les couches de guano pour apprendre comment les espèces de chauves-souris en tant que groupe ont changé leur exploitation de différentes sources de nourriture dans le passé.

    L’équipe de recherche, qui comprenait des biologistes des chauves-souris et un expert local en spéléologie, a également suivi les chauves-souris vivantes au Belize, en suivant leur consommation et leur élimination alimentaires pour obtenir une base de référence pour les types de stérols qui passent dans les fèces lorsque les chauves-souris mangent avec différents groupes alimentaires.

    Les stérols végétaux ont été enrichis par rapport aux stérols animaux il y a environ 1000 ans pendant la période chaude médiévale (900-1 300 CE), selon la nouvelle étude, une époque où les carottes de sédiments du fond des lacs en Amérique centrale suggèrent que le climat des Amériques était inhabituellement sec. Un pic similaire s’est produit il y a 3000 ans, à une époque connue sous le nom de période chaude minoenne (1350 avant notre ère).

    “Les conditions plus sèches ont tendance à être mauvaises pour les insectes”, a déclaré Blais. “Nous avons supposé que les régimes à base de fruits étaient favorisés pendant les périodes de sécheresse.”

    L’étude a également révélé des changements dans la composition en carbone du guano qui reflètent probablement l’arrivée de la canne à sucre en Jamaïque au XVe siècle.

    «Il est remarquable qu’ils puissent trouver des marqueurs biochimiques qui contiennent encore des informations 4 000 ans plus tard», a déclaré Bird. “Sous les tropiques, tout se décompose rapidement.”

    L’approche démontrée dans la nouvelle étude pourrait être utilisée pour glaner des informations écologiques dans les gisements de guano du monde entier, même ceux qui ne datent que de quelques centaines d’années, a déclaré Bird.

    «Très souvent, il n’y a pas de lacs aux alentours, et le guano est une bonne option pour obtenir des informations sur le passé. Il contient également des informations biologiques que les lacs n’ont pas. Dit Bird. “Il y a beaucoup plus de travail à faire et beaucoup plus de grottes là-bas.”

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