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Dans l’Arctique canadien, sur l’île de Baffin, sous 10 mètres d’eau et beaucoup plus de boue, se trouve une archive réfrigérée de la vie passée de la Terre. Les sédiments d’un petit lac appelé CF8 contiennent d’anciens fossiles de pollen et de plantes.

De l’ADN ancien pour découvrir notre futur

Mais il semble maintenant que la boue abrite quelque chose d’autre : de l’ADN ancien datant d’aussi loin que l’Eémien, une période il y a 125 000 ans où l’Arctique était plus chaud qu’aujourd’hui, laissé par une végétation qui autrement aurait disparu sans laisser de trace.
« Nous sommes convaincus d’obtenir des résultats authentiques », déclare Sarah Crump, paléoclimatologue à l’Université du Colorado à Boulder, qui présente leurs recherches cette semaine à la réunion annuelle de l’American Geophysical Union. Elle reconnaît que cette constatation doit être confirmée. Mais si elle tient le coup, elle pourrait ouvrir une fenêtre sur les écosystèmes qui ont prospéré dans l’Extrême-Arctique à une époque où les températures étaient quelques degrés plus chaudes qu’aujourd’hui.
Cela attesterait également de la puissance de l’ADN sédimentaire pour montrer comment les plantes de l’Arctique ont réagi aux changements climatiques passés et comment elles pourraient réagir dans l’avenir. « Nous en sommes maintenant au point où il s’agit d’un signal vraiment utile pour la reconstruction de la biodiversité », déclare Ulrike Herzschuh, une paléoécologue qui utilise cette technique pour étudier comment les forêts de mélèzes de la Sibérie en Russie ont réagi après la fin de la dernière glaciation, il y a environ 12.000 ans.

Les températures froides aident à préserver l’ADN

Bien que la recherche de fragments d’ADN conservés dans les sédiments ait commencé il y a 20 ans, elle a décollé au cours des dernières années, le coût du séquençage génétique ayant chuté. Parce que les températures froides aident à préserver l’ADN, l’Arctique a été un terrain de chasse de choix, attirant les généticiens et les géoscientifiques à échantillonner le pergélisol, les sols des grottes et d’autres milieux, à la recherche d’indices moléculaires sur les animaux géants de l’ère glaciaire qui s’y trouvaient autrefois.
Dernièrement, les lacs arctiques sont devenus les principales archives de l’ADN sédimentaire ancien, car ils recueillent des indices sur des écosystèmes entiers. Feuilles, fleurs, excréments – une partie de chaque organisme qui vit autour d’un lac se retrouve dans l’eau. « Il y a là un mélange incroyablement complexe d’ADN », dit Peter Heintzman, paléobiologiste moléculaire.
Traditionnellement, les scientifiques ont utilisé les grains de pollen provenant des carottes de lit des lacs pour étudier les communautés végétales passées. Mais la plupart des plantes de l’Arctique sont pollinisées par des insectes, et non par le vent, de sorte que peu de pollen se retrouve dans le sol. L’ADN des sédiments lacustres reflète plus fidèlement la flore et la faune des environs.
Par exemple, dans une étude publiée le mois dernier dans Global Change Biology, Crump et d’autres ont utilisé de l’ADN ancien pour montrer qu’après le réchauffement de la planète après la dernière glaciation, le bouleau glanduleux est arrivé sur l’île de Baffin environ 2000 ans après les conclusions des chercheurs sur le pollen. « Les registres de pollen sont un peu biaisés, dit Crump, ce qui nous porte à croire que la migration a été rapide, alors qu’elle était en fait plus lente et inhibée par les obstacles à la migration. »

Des résultats qui remettent en questions certaines notions

Les premiers résultats remettent en question la simple notion selon laquelle le changement climatique déclenche un renouvellement massif des espèces végétales. « C’est très souvent absurde, dit une chercheuse. Prenez les forêts de mélèzes de Sibérie qu’elle étudie. Elle a découvert que certaines espèces de mélèzes ne se déplaçaient pas vers le Nord lorsque la planète s’est réchauffée après la dernière période glaciaire, malgré une préférence pour un climat plus froid.
Selon elle, le réchauffement a plutôt permis à la forêt de devenir plus dense, ce qui a favorisé un mélèze moins bien adapté au froid. Alsos un paléobotaniste étudie une carotte du lac Bolshoye Shchuchye, à l’extrémité Nord des montagnes russes de l’Oural, qui raconte une histoire similaire. L’ADN suggère que des plantes plus grandes ont envahi cette région à mesure que celle-ci se réchauffait : d’abord des arbustes, puis des arbres. Mais les fleurs de l’Arctique ont persisté, peut-être en se retirant vers le haut de la colline.
Toutefois, le réchauffement futur pourrait déloger ces résistances ou les faire disparaître. Pour trouver des indices sur le sort des écosystèmes dans un climat encore plus chaud, les chercheurs espèrent trouver d’autres traces d’ADN anciennes qui remontent à l’Eémien. Une des chercheuses est pleine d’espoir : son plus ancien dossier sibérien remonte à 70 000 ans, et l’ADN à sa base est aussi bien préservé qu’au sommet. « Nous ne voyons pas de signal clair de décomposition quelque part », dit-elle.

Des données qui expliquent l’adaptation des espèces au changement climatique

Et comme les lacs produisent des données encore plus anciennes, ce domaine de recherche s’oriente vers l’étude non seulement des changements dans la diversité et l’abondance des plantes, mais aussi de l’adaptation des espèces au changement climatique, ajoute Herzschuh. « Nous ne sommes pas si loin de retracer l’évolution dans le temps. »
Source : Science
Crédit photo : Pixabay

Un lac de l'Arctique renferme des indices sur notre futurmartinChangement Climatique
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