L’ADN des restes de mammouth révèle l’histoire des derniers habitants survivants

Une petite population de mammouths laineux s’est retrouvée piégée sur l’île Wrangel il y a environ 10 000 ans, lorsque la montée du niveau de la mer a séparé l’île du continent sibérien. De petites populations d’animaux isolées entraînent une consanguinité et des défauts génétiques, et on a longtemps pensé que les mammouths de l’île Wrangel avaient fini par succomber à ce problème il y a environ 4 000 ans.

Mais dans un article publié jeudi dans la revue Cell, des chercheurs ont comparé 50 000 ans de génomes de mammouths sauvages et de mammouths isolés sur l’île Wrangel et ont découvert que ce n’était pas le cas. Ce que les auteurs de la recherche ont découvert remet non seulement en question notre compréhension de ce groupe isolé de mammouths et de l’évolution de petites populations, mais a également des implications importantes pour les efforts de conservation actuels.

Grave goulot d’étranglement

C’est le point culminant d’années de séquençage génétique par les membres de l’équipe internationale à l’origine de ce nouvel article. Ils ont étudié 21 génomes de mammouths – dont 13 ont été nouvellement séquencés par l’auteur principal Marianne DeHasek ; D’autres ont été séquencés il y a des années par les co-auteurs Patricia Petchnerova, Fotini Canellidou et Heloise Müller. Les génomes ont été obtenus à partir de mammouths laineux de Sibérie (Mammouth primordial), tant du continent que de l’île, avant et après son isolement. Le génome le plus ancien provenait d’une femelle mammouth de Sibérie, décédée il y a environ 52 300 ans. Les plus jeunes étaient des mammouths mâles de l’île Wrangel qui sont morts au moment où le dernier de ces mammouths est mort (l’un d’eux est mort il y a seulement 4 333 ans).

Il s’agit d’une période fascinante et révélatrice : l’échantillon comprenait des mammouths issus d’une population initialement nombreuse et génétiquement saine, qui a ensuite subi un isolement et a finalement disparu.

L’équipe a noté dans ses recherches que le mammouth a vécu une « période de turbulences climatiques », en particulier pendant une période de réchauffement rapide appelée « période de réchauffement climatique ». Ligue interscolaire Bowling-Allerud (il y a environ 14 700 à 12 900 ans) – une époque qui, selon d’autres, aurait pu conduire à l’extinction du mammouth laineux local. Cependant, les génomes de mammouths étudiés au cours de cette période n’indiquent pas que la hausse des températures ait eu des effets négatifs.

Les effets négatifs ne sont apparus – de manière significative – qu’après l’isolement de la population de cette île.

Les simulations de l’équipe indiquent que le nombre total de mammouths sur l’île Wrangel était inférieur à 10 individus au plus petit. Cela représente un grave goulot d’étranglement démographique. Cela a été observé génétiquement par une augmentation des cas d’homozygotie au sein du génome, qui se produit lorsque les deux parents apportent des chromosomes presque identiques, tous deux dérivés d’un ancêtre récent. L’homozygotie chez les mammouths isolés sur l’île Wrangel était quatre fois plus élevée qu’avant la montée du niveau de la mer.

Malgré ce nombre dangereusement réduit de mammouths, ils se sont rétablis. La taille de la population, ainsi que le niveau de consanguinité et de diversité génétique, sont restés stables pendant les 6 000 années suivantes jusqu’à leur extinction. Contrairement au goulot d’étranglement initial de la population, les signatures génomiques au fil du temps semblent indiquer que la consanguinité s’est finalement déplacée vers des paires de parents plus éloignés, indiquant soit une population de mammouths plus importante, soit un changement de comportement.

Leurs simulations indiquent que la taille de la population aurait augmenté jusqu’à environ 200 à 300 mammouths en vingt générations. Ceci est cohérent avec le lent déclin de l’hétérozygotie qu’ils ont constaté dans le génome.

Effets négatifs à long terme

Le mammouth de l’île Wrangel a peut-être survécu malgré les obstacles, et des défauts génétiques nocifs n’ont peut-être pas causé son extinction, mais les recherches suggèrent que son histoire est complexe.

autour 7 608 Aujourd’hui, l’île Wrangel s’étend sur 1,2 kilomètre carré, soit un peu plus que la Crète, et aurait fourni beaucoup d’espace et de ressources, même si ces animaux étaient énormes. Par exemple, pendant 6 000 ans après leur isolement, ces animaux ont souffert de dépression de consanguinité, c’est-à-dire une mortalité accrue due à la consanguinité et aux désavantages qui en résultent.

Cette consanguinité a également favorisé la purification des mutations nuisibles des souches. Cela peut sembler une bonne chose – et c’est peut-être le cas – mais cela se produit généralement parce que les individus porteurs de deux copies de mutations nuisibles meurent ou ne parviennent pas à se reproduire. Ce n’est donc bien que si la population y survit.

Les résultats de l’équipe montrent que l’élimination des mutations génétiques peut être un long processus évolutif. L’auteur principal Marian DeHasek est une paléontologue qui a obtenu son doctorat au Centre de paléoanthologie. « La purge des mutations nocives depuis plus de 6 000 ans indique essentiellement les effets négatifs à long terme causés par ces mutations extrêmement nocives », a-t-elle expliqué à Ars. « Comme le processus de purge de la population de l’île Wrangel a duré longtemps, cela indique. que la population souffrait des effets négatifs de ces mutations jusqu’à leur extinction.