« Jurassic Park » est sans doute le blockbuster hollywoodien par excellence. Outre l’attrait des dinosaures dévoreurs d’humains, des séquences d’action tendues et une cinématographie révolutionnaire, sa sortie en 1993 a constitué une étape importante entre le cinéma et la science.
Alors que le public mondial s’imprégnait de l’action sanglante, le principe du film – extraire l’ADN d’insectes fossiles conservés dans l’ambre pour ressusciter des dinosaures – a reçu la crédibilité d’une publication par plusieurs études de haut niveau sur ambre fossile. Les auteurs ont récupéré de l’ADN ancien de l’ambre, et même relancé bactéries hébergées dans l’ambre. Le monde semblait prêt pour un véritable « Jurassic Park ».
Mais depuis, la science a pris de nombreux rebondissements. Un nombre croissant de paléontologues rapportent des preuves de la présence d’ADN et de protéines, qui fournissent également des informations génétiques, dans les fossiles. Ces traces chimiques pourraient fournir des informations sans précédent sur la vie et l’évolution anciennes. Mais ces rapports sont à l’origine de débats et de controverses permanents parmi les scientifiques. Notre étude récentepublié dans la revue Écologie de la nature et évolutionoffre un nouvel aperçu.
ADN ancien
L’ADN fournit les informations les plus détaillées, par rapport aux autres molécules, sur le degré de parenté entre les espèces. Cependant, l’ADN est extrêmement fragile et se décompose rapidement après la mort d’un organisme.
Cela dit, l’ADN peut parfois survivre dans les climats polaires, car les températures glaciales ralentissent la décomposition. Un ADN géologiquement jeune (âgé de plusieurs milliers d’années) a donc le potentiel de ressusciter des animaux disparus de la dernière période glaciaire jusqu’à un passé récent.
Des sociétés commerciales telles que Parc du Pléistocène, Colossal et Raviver et restaurer travaillent sur des projets visant à ramener le mammouth laineux et la tourte voyageuse.
Il existe un long décalage temporel entre ces mammouths et les dinosaures, disparus il y a 66 millions d’années. Il existe cependant des preuves que le matériel génétique peut survivre dans les fossiles même à ces échelles de temps.
Par exemple, des chromosomes fossiles, des fragments d’ADN plus petits qu’une cellule, ont été découverts. trouvé dans les plantes jusqu’à 180 millions d’années et un vieux de 75 millions d’années dinosaure.
Cependant, les scientifiques n’ont pas encore trouvé la preuve que l’ADN réel peut survivre pendant des dizaines de millions d’années.
Protéines anciennes
Les protéines codent également des informations (sous forme de séquences d’acides aminés) qui peuvent faire la lumière sur les liens évolutifs entre les espèces.
Les scientifiques pensent que les protéines peuvent survivre plus longtemps que l’ADN. En effet, les chercheurs ont trouvé de nombreux exemples de protéines fossilisées, notamment des séquences intactes d’acides aminés du collagène (une protéine présente dans les tissus conjonctifs), mais celles-ci datent tout au plus de quelques millions d’années.
Les scientifiques ne s’attendent pas à de gros fragments de protéines survivre aussi longtemps que ces plus petits. La communauté scientifique a donc été électrisée en 2007 par le rapport de Fragments de collagène vieux de 68 millions d’années dans un os de Tyrannosaurus rex.
Une controverse s’ensuivit bientôt, car les inquiétudes se sont multipliées à propos de la méthodologie de l’équipecomme le potentiel de contamination et le manque de contrôles rigoureux et de vérification indépendante.
Un débat similaire entoure des rapports plus récents faisant état de protéines dégradées et Fibres de collagène dans des fossiles aussi vieux que 130 millions d’années.
Une voie à suivre
Ces études mettent en évidence les difficultés liées au travail avec des fossiles, notamment en utilisant des méthodes analytiques qui peuvent ne pas être appropriées pour les tissus anciens. Les preuves de la survie des restes de protéines fossiles se sont toutefois révélées convaincantes.
Ces études incitent également d’autres chercheurs à explorer de nouvelles méthodes et approches analytiques qui pourraient être mieux adaptées à une utilisation avec les fossiles.
Notre nouvelle étude explore l’une de ces approches, utilisant un faisceau de lumière focalisé et des rayons X pour irradier des échantillons de plumes anciennes. Ces techniques révèlent quelles liaisons chimiques sont présentes, fournissant ainsi des informations sur la structure des protéines. Cela nous aide à son tour à détecter des traces de protéines dans les plumes fossiles.
Nos analyses du dinosaure à plumes Sinornithosaurus, vieux de 125 millions d’années, ont révélé d’abondantes structures protéiques ondulées, cohérentes avec une protéine appelée bêta-kératine, courante dans les plumes modernes. Les structures protéiques en spirale (indicatrices d’une autre protéine appelée alpha-kératine) n’étaient présentes qu’en petites quantités.
Lorsque nous avons simulé le processus de fossilisation lors d’expériences en laboratoire, nous avons constaté que les structures protéiques ondulées se défont et forment des structures en spirale lorsqu’elles sont chauffées.
Ces résultats suggèrent que la chimie des plumes anciennes était remarquablement similaire à celle des plumes modernes. Cela suggère également que les structures protéiques en spirale dans les fossiles sont probablement des artefacts du processus de fossilisation.
Mais en fin de compte, nos résultats suggèrent que des traces de protéines survivent pendant des centaines de millions d’années.
Le « Jurassic Park » réel : réalité scientifique ou fiction ?
Les paléontologues d’aujourd’hui peuvent tester les fossiles à la recherche de molécules anciennes en utilisant un arsenal de techniques qui n’étaient pas disponibles il y a 30 ans. Cela nous a permis d’identifier des fragments de molécules dans des animaux fossiles âgés de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années.
Les scientifiques ont découvert de l’hémoglobine, une protéine présente dans les globules rouges, chez des insectes vieux de 50 millions d’années, et des pigments de mélanine dans les sacs d’encre de calmars vieux de 200 millions d’années.
Mais en fin de compte, nous avons besoin d’un ADN intact pour ressusciter les espèces. Ainsi, même si les scientifiques ont fait beaucoup de progrès, les perspectives restent du domaine de la science-fiction. Toutes les données fossiles et expérimentales suggèrent qu’il est tout simplement peu probable que l’ADN survive pendant des dizaines de millions d’années.
Même si les scientifiques trouvaient des fragments d’ADN dans les fossiles de dinosaures, ceux-ci seraient probablement très courts. Il est peu probable que de courts fragments d’ADN nous fournissent des informations utiles sur une espèce. Et nous ne disposons pas encore de la technologie nécessaire pour valider des fragments d’ADN aussi rares en tant que combinaisons originales plutôt que aléatoires d’acides aminés, générées lors de la fossilisation.
De meilleurs protocoles de laboratoire et des expériences de fossilisation nous aident à faire des interprétations plus précises des fossiles. Cela ouvre la voie à des études plus rigoureuses sur les molécules anciennes.
À l’avenir, ces études pourraient remettre en question ce que nous pensons savoir sur la durée de survie des molécules et pourraient même remodeler notre compréhension de l’évolution de la vie sur Terre.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.