Recherchepublié Le 07 août 2015

Le passé fleuri de la Béringie

Le 7 février 2014

L'ADN de plantes anciennes permet d'en savoir plus sur le paysage de la Béringie d'il y a 50 000 ans

Une nouvelle étude, publiée dans l’édition du 6 février de la revue Nature, a remis en question l’image bien implantée que l’on se faisait d’une Béringie recouverte d’une vaste végétation de prairie, connue sous le nom de « steppes à mammouths ». Aussi allons-nous peut-être devoir effacer de notre esprit cette image de mammouths se nourrissant de gros bouquets d’herbes, et les imaginer plutôt en train de brouter de petites plantes à fleurs connues sous leur nom scientifique d’herbacées non graminoïdes.

Les chercheurs qui travaillent en Béringie se sont longtemps demandé comment une communauté de mammouths laineux, de bisons des steppes et d’autres grands mammifères a pu survivre dans les conditions extrêmes et glaciales qui sévissaient en Arctique pendant l’époque glaciaire. Des études visant à reconstruire ces types de communautés végétales, qui servaient de fourrage pour les animaux, sont au cœur de cette question.

Les reconstitutions de la végétation de la Béringie alimentent les débats depuis longtemps. La plupart des études antérieures sur la paléoécologie (l’étude des anciens écosystèmes) de la Béringie sont fondées sur l’analyse de pollen fossilisé provenant de carottes de sédiments prélevées au fond des lacs. Les résultats de ces études sur le pollen réalisées en Sibérie, en Alaska et au Yukon donnent à penser qu’à l’époque glaciaire, la Béringie était marquée par un paysage à la végétation clairsemée, semblable à celui de l’Extrême-Arctique ou de la toundra présente à haute altitude, c’est-à-dire avec peu de plantes et beaucoup de terres stériles. Cette reconstitution n’a pas bien été accueillie par les paléontologues des vertébrés, car elle contredit l’observation paléontologique selon laquelle différents types d’herbivores vivaient en abondance dans la région, du fait de la grande quantité d’os de l’époque glaciaire qui y ont été trouvés. Ces dernières années, l’analyse de macrofossiles végétaux (graines, feuilles, etc.) que l’on retrouve dans le pergélisol, nous a permis d’avoir une vision beaucoup plus précise de la végétation de l’époque glaciaire. Ces données correspondent davantage à la théorie voulant que la prairie ait été très productive.

Menée par Eske Willerslev de l’Université de Copenhague et sa nombreuse équipe composée de scientifiques de plusieurs pays, la nouvelle étude s’est faite selon une approche très différente des études paléoécologiques réalisées antérieurement. En effet, les chercheurs ont plutôt examiné l’ADN de plantes anciennes préservé dans les sols formés sur du pergélisol un peu partout en Arctique. L’examen de l’ADN des sols est une méthode relativement nouvelle d’analyser la paléovégétation, mais on la considère comme une source fiable d’éléments probants pour ce qui est des communautés végétales locales. L’ADN provient de racines décomposées et de la biomasse aérienne des plantes ainsi que d’excréments d’animaux enfouis dans le sol. L’équipe de recherche a en outre analysé l’ADN de plantes préservé provenant de contenus stomacaux de mammifères de la Béringie, notamment d’un cheval du Yukon découvert par des exploitants de placers au ruisseau Last Chance.

En tout, l’étude a permis d’examiner l’ADN de plantes provenant de 242 échantillons de sédiments prélevés sur 21 sites, y compris dans plusieurs des champs aurifères du centre du Yukon. En utilisant la méthode de datation par le radiocarbone, les échantillons de sédiments ont été divisés en trois périodes : 1) Pré-DMG (dernier maximum glaciaire), il y a entre 50 000 et 25 000 ans; 2) DMG, il y a entre 25 000 et 15 000 ans; 3) Post-DMG, de -15 000 ans à aujourd’hui. Les trois périodes ont été comparées afin de dégager la tendance générale de l’évolution de la végétation au cours des 50 000 dernières années.

Contrairement au modèle établi voulant que la Béringie soit un territoire de riches prairies, les résultats de cette nouvelle étude portent à croire qu’il y avait en fait peu d’herbe ici à l’époque glaciaire. Au contraire, la Béringie avant et pendant le dernier maximum glaciaire était largement recouverte d’une grande diversité de plantes herbacées non graminoïdes, c’est-à-dire des petites plantes à fleurs. L’étude a également indiqué que la diversité globale des plantes était à son minimum durant le dernier maximum glaciaire, ce qui est normal étant donné que ce fut la période la plus froide et la plus sèche du Pléistocène. Avec l’apparition d’arbustes ligneux et de la toundra, la composition de la végétation régionale a brusquement changé il y a 15 000 ans, reflétant des conditions plus humides et plus chaudes à la fin de l’époque glaciaire.

Dans l’ensemble, ces nouveaux résultats tendent à indiquer aux chercheurs que les grands mammifères de la Béringie complétaient leur alimentation avec une grande quantité de plantes herbacées non graminoïdes riches en protéines, plutôt que de se nourrir plus ou moins exclusivement de graminées. On peut alors se demander pourquoi avoir qualifié le paysage de l’ancienne Béringie de « steppe à mammouths ». Si les prairies ou la steppe de l’époque glaciaire ressemblaient davantage à des champs de coquelicots, d’anémones et de sauge, les chercheurs auraient dû trouver un meilleur terme pour décrire cet environnement ancien. Comme c’est souvent le cas en science, de nouvelles informations amènent toujours de nouvelles questions.

Pour Grant Zazula, le paléontologue du gouvernement du Yukon et coauteur de l’étude : « Ces nouvelles données sur l’ancien ADN vont probablement modifier notre perception des environnements de l’époque glaciaire de la Béringie. Cependant, comme pour tous les types de données paléoécologiques, cette étude ne donne peut-être pas un aperçu complet et définitif de ce à quoi ressemblait la steppe à mammouths. Aussi faut-il espérer que cet article mènera à d’autres recherches qui nous aideront à nous faire une meilleure idée des communautés végétales anciennes et des changements environnementaux en Arctique ».

La recherche, présentée par Willerslev et ses collègues, constitue le projet le plus systématique et celui s’étendant sur la plus grande région géographique jamais réalisé en utilisant de l’ADN ancien dans la reconstruction de végétation ancienne. L’équipe était composée de scientifiques européens, asiatiques, australiens et nord-américains s’intéressant tous aux environnements de l’époque glaciaire. Les sédiments du pergélisol exposés à des exploitations de placers aurifères au Yukon ont grandement contribué à cette recherche et continuent de fournir de nouveaux renseignements importants sur la Béringie.

Référence : Fifty thousand years of Arctic vegetation and megafaunal diet. Willerslev E, et al. 2014. Nature, 506: 47-51.