Pendant des années, les scientifiques se sont demandé si les humains ou le climat avaient provoqué un déclin spectaculaire de la population de grands mammifères au cours des derniers milliers d’années. Une nouvelle étude de l’Université d’Aarhus confirme que le climat ne peut pas être l’explication.
Il y a environ 100 000 ans, les premiers humains modernes ont émigré en grand nombre hors d’Afrique. Ils étaient doués pour s’adapter à de nouveaux habitats et se sont installés dans pratiquement tous les types de paysages, des déserts aux jungles en passant par la taïga glacée de l’extrême nord.
Une partie du succès réside dans la capacité de l’homme à chasser de gros animaux. Grâce à des techniques de chasse intelligentes et à des armes spécialement conçues, ils perfectionnèrent l’art de tuer même les mammifères les plus dangereux.
Mais malheureusement, le grand succès de nos ancêtres s’est fait au détriment des autres grands mammifères.
Il est bien connu que de nombreuses grandes espèces ont disparu à l’époque de la colonisation mondiale par l’homme moderne. Aujourd’hui, de nouvelles recherches de l’Université d’Aarhus révèlent que les grands mammifères qui ont survécu ont également connu un déclin spectaculaire.
En étudiant l’ADN de 139 espèces vivantes de grands mammifères, les scientifiques ont pu montrer que l’abondance de presque toutes les espèces a chuté de façon spectaculaire il y a environ 50 000 ans.
C’est ce qu’affirme Jens-Christian Svenning, professeur et directeur du Centre pour la dynamique écologique dans une nouvelle biosphère (ECONOVO) de la Fondation nationale danoise de recherche à l’Université d’Aarhus et initiateur de l’étude.
« Nous avons étudié l’évolution des populations de grands mammifères au cours des 750 000 dernières années. Pendant les 700 000 premières années, les populations étaient assez stables, mais il y a 50 000 ans, la courbe s’est rompue et les populations ont chuté de façon spectaculaire et ne se sont jamais rétablies », dit-il. et continue :
« Au cours des 800 000 dernières années, le globe a fluctué entre des périodes glaciaires et des périodes interglaciaires environ tous les 100 000 ans. Si le climat en était la cause, nous devrions observer des fluctuations plus importantes lorsque le climat a changé il y a 50 000 ans. Mais ce n’est pas le cas. Les humains sont donc l’explication la plus probable. »
Qui a tué les grands mammifères ?
Depuis des décennies, les scientifiques débattent des causes de l’extinction ou du déclin rapide des grands mammifères au cours des 50 000 dernières années.
D’un côté se trouvent les scientifiques qui estiment que les fluctuations rapides et sévères du climat en sont la principale explication. Par exemple, ils pensent que le mammouth laineux a disparu parce que la steppe froide des mammouths a en grande partie disparu.
De l’autre côté se trouve un groupe qui croit que la prédominance de l’homme moderne (Homo sapiens) en est l’explication. Ils croient que nos ancêtres chassaient les animaux à tel point qu’ils ont complètement disparu ou ont été gravement décimés.
Jusqu’à présent, les fossiles des 50 000 dernières années constituent l’une des preuves les plus importantes du débat. Ils montrent que l’extinction forte et sélective des grands animaux dans le temps et dans l’espace correspond à peu près à la propagation de l’homme moderne dans le monde. L’extinction des animaux ne peut donc guère être liée au climat. Néanmoins, le débat continue.
La nouvelle étude présente de toutes nouvelles données qui jettent un nouvel éclairage sur le débat. En examinant l’ADN de 139 grands mammifères vivants – des espèces qui ont survécu au cours des 50 000 dernières années sans disparaître – les chercheurs peuvent montrer que les populations de ces animaux ont également diminué au cours de cette période. Cette évolution semble être liée à la prolifération humaine et non au changement climatique.
L’ADN contient l’histoire à long terme de l’espèce
Au cours des 20 dernières années, le séquençage de l’ADN a connu une révolution. Cartographier des génomes entiers est devenu à la fois facile et peu coûteux et, par conséquent, l’ADN de nombreuses espèces a désormais été cartographié.
Les génomes cartographiés des espèces du monde entier sont librement accessibles sur Internet. Ce sont les données que le groupe de recherche de l’Université d’Aarhus a utilisées, explique le professeur adjoint Juraj Bergman, chercheur principal à l’origine de la nouvelle étude.
« Nous avons collecté des données sur 139 grands mammifères vivants et analysé l’énorme quantité de données. Il y a environ 3 milliards de points de données pour chaque espèce, cela a donc pris beaucoup de temps et beaucoup de puissance de calcul », dit-il et poursuit :
« L’ADN contient de nombreuses informations sur le passé. La plupart des gens connaissent l’arbre de vie, qui montre où les différentes espèces se sont développées et quels ancêtres communs elles ont. Nous avons fait la même chose avec les mutations de l’ADN. En regroupant les mutations et en construisant un arbre généalogique, nous pouvons estimer la taille de la population d’une espèce spécifique au fil du temps. », et les antilopes,
Plus la population d’un animal est grande, plus les mutations se produiront. C’est vraiment une question de mathématiques simples. Prenez les éléphants, par exemple. Chaque fois qu’un éléphant est conçu, il est possible qu’un certain nombre de mutations se produisent et qu’il les transmette aux générations suivantes. Plus de naissances signifie plus de mutations. »
Les grands mammifères
Les 139 grands mammifères examinés dans le cadre de l’étude sont tous des espèces qui existent aujourd’hui. Ils comprennent entre autres des éléphants, des ours, des kangourous et des antilopes.
On estime qu’il existe 6 399 espèces de mammifères sur Terre, mais les 139 mégafaunes existantes ont été sélectionnées dans cette étude pour tester l’évolution de leurs populations au cours des 40 000 à 50 000 dernières années, lorsque de grands animaux similaires ont disparu.
Les grands mammifères sont également appelés mégafaune et sont définis comme des animaux pesant plus de 44 kg à l’âge adulte. Les humains sont donc également considérés comme une mégafaune. Dans l’étude, cependant, les chercheurs ont examiné des espèces pesant aussi peu que 22 kg, de sorte que tous les continents ont été représentés, à l’exception de l’Antarctique.
Regarder les parties neutres de l’ADN
Cependant, la taille de la population d’éléphants n’est pas la seule chose qui affecte le nombre de mutations.
Si la zone dans laquelle vivent les éléphants s’assèche soudainement, les animaux sont soumis à des pressions, ce qui affecte la composition des mutations. Il en va de même si deux groupes isolés d’éléphants se rencontrent soudainement et mélangent leurs gènes.
Si la taille de la population n’est pas la seule à affecter le nombre de mutations qui se produisent, on pourrait penser que les résultats sont plutôt incertains. Mais ce n’est pas le cas, explique Juraj Bergman.
« Seuls 10 pour cent des génomes des mammifères sont constitués de gènes actifs. Une forte pression de sélection exercée par l’environnement ou la migration entraînera principalement des mutations dans les gènes. Les 90 pour cent restants, en revanche, sont plus neutres », dit-il et poursuit :
« Nous avons donc examiné les mutations dans les parties du génome les moins sensibles à l’environnement. Ces parties indiquent principalement la taille de la population au fil du temps. »
Le mammouth laineux est un cas atypique
Une grande partie du débat sur les causes de l’extinction ou du déclin des grands animaux s’est concentrée sur le mammouth laineux. Mais c’est un mauvais exemple car la majorité des espèces de mégafaune qui ont disparu étaient associées à des climats tempérés ou tropicaux, comme l’explique Jens-Christian Svenning.
« Les arguments classiques en faveur du climat comme modèle explicatif reposent sur le fait que le mammouth laineux et un certain nombre d’autres espèces associées à ce qu’on appelle la « steppe à mammouths » ont disparu avec la fonte des glaces et que le type d’habitat a disparu », a-t-il déclaré. » dit et continue : « Il s’agit fondamentalement d’un modèle explicatif insatisfaisant, car la grande majorité des espèces de mégafaune éteintes de l’époque ne vivaient pas du tout dans la steppe mammouth. »
« Ils vivaient dans des régions chaudes, telles que les forêts ou les savanes tempérées et tropicales. Dans notre étude, nous montrons également un fort déclin au cours de cette période des populations des nombreuses espèces de mégafaune qui ont survécu et proviennent de toutes sortes de régions et d’habitats différents. »
Le point final du débat n’est probablement pas encore fixé, mais Jens-Christian Svenning voit mal comment les arguments en faveur du climat comme explication peuvent continuer.
« Il semble inconcevable qu’il soit possible de proposer un modèle climatique expliquant comment, sur tous les continents et groupes de grands animaux, il y a eu des extinctions et un déclin continu depuis environ 50 000 ans. Et comment cette perte sélective de la mégafaune a été unique depuis 66 millions d’années malgré l’énorme changement climatique.
« Compte tenu de la richesse des données dont nous disposons actuellement, il est également difficile de nier que cela est dû au fait que les humains se sont répandus à travers le monde depuis l’Afrique et ont ensuite augmenté en population. »
Les résultats sont publié dans la revue Communications naturelles.
Plus d’information:
Juraj Bergman et al, Le déclin mondial de la population de la mégafaune existante du Pléistocène supérieur et du début de l’Holocène est associé à l’expansion de l’Homo sapiens plutôt qu’au changement climatique, Communications naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-43426-5