D’anciennes coquilles d’œufs révèlent la découverte d’une lignée éteinte d’oiseaux éléphants

Il y a plus de 1 200 ans, des éléphants incapables de voler parcouraient l’île de Madagascar et pondaient des œufs plus gros que des ballons de football. Alors que ces géants ressemblant à des autruches sont maintenant éteints, de nouvelles recherches de CU Boulder et de l’Université Curtin en Australie révèlent que leurs restes de coquille d’œuf contiennent de précieux indices sur leur passage sur Terre.

Publié aujourd’hui dans Communication Naturel’étude décrit la découverte d’une lignée distincte d’oiseaux éléphants jusque-là inconnue qui parcourait les paysages humides et boisés du nord-est de Madagascar – une découverte faite sans accès à aucun reste squelettique.

C’est la première fois qu’une nouvelle lignée d’oiseaux éléphants est identifiée à partir d’anciennes coquilles d’œufs, une réalisation pionnière qui permettra aux scientifiques d’en savoir plus sur la diversité des oiseaux qui parcouraient autrefois le monde et pourquoi tant d’entre eux ont depuis disparu dans le passé. 10 000 ans.

« C’est la première fois qu’une identification taxonomique est dérivée d’une coquille d’œuf d’oiseau éléphant et cela ouvre un champ auquel personne n’aurait pensé auparavant », a déclaré le co-auteur de l’article, Gifford Miller, éminent professeur de sciences géologiques et membre du corps professoral de l’université. Institut de recherche arctique et alpine (INSTAAR) à CU Boulder. « Voilà peut-être une autre façon de regarder dans le passé et de se demander : ‘Y avait-il plus de diversité chez les oiseaux que nous ne le pensons ?' »

Semblable à un petit continent, Madagascar est séparé de l’Afrique et des continents voisins par les eaux profondes de l’océan depuis au moins 60 millions d’années. Cette géologie a permis à l’évolution de se déchaîner, produisant des lémuriens, des oiseaux éléphants et toutes sortes d’animaux qui n’existent nulle part ailleurs sur la planète.

Pour les peuples polynésiens qui sont arrivés ici il y a environ 2 000 ans, le plus grand des oiseaux éléphants, Aepyornis, était une terreur plumeuse à voir : à plus de 9 pieds de haut, pesant plus de 1 500 livres chacun, et équipé d’un bec pointu et mortel serres de pied, c’était le plus grand animal terrestre de Madagascar.

En raison des restes squelettiques limités – et du fait que l’ADN osseux se dégrade rapidement dans les zones chaudes et humides – on ne savait pas jusqu’à récemment où les oiseaux s’inscrivaient dans l’arbre évolutif. La plupart des scientifiques savaient qu’ils faisaient partie de la famille des ratites incapables de voler, une sœur génétique du kiwi de Nouvelle-Zélande, le plus petit ratite vivant au monde.

L’ADN ancien de la coquille d’œuf, cependant, a confirmé non seulement où les oiseaux éléphants se trouvent dans cet arbre, mais en a révélé davantage sur la diversité au sein de la lignée.

« Bien que nous ayons constaté qu’il y avait moins d’espèces vivant dans le sud de Madagascar au moment de leur extinction, nous avons également découvert une nouvelle diversité dans l’extrême nord de Madagascar », a déclaré l’auteure principale Alicia Grealy, qui a mené cette recherche pour sa thèse de doctorat à l’Université Curtin en Australie. . « Ces découvertes sont un pas en avant important dans la compréhension de l’histoire complexe de ces oiseaux énigmatiques. Il y a étonnamment beaucoup à découvrir à partir de la coquille d’œuf. »

Une idée coquille d’oeuf

Miller a analysé des restes de coquilles d’œufs en Australie et dans le monde pendant plus de 20 ans – l’un des rares scientifiques à étudier ces fragments. Ainsi, en 2005, lorsqu’il a reçu 25 000 $ dans le cadre du prix Easterbrook Distinguished Scientist Award de la Geological Society of America, Miller a réuni une petite équipe pour étudier l’éléphant évolutif.

L’équipe s’est initialement lancée en 2006 pour collecter des coquilles d’œufs d’oiseaux d’éléphants dans la moitié sud sèche de l’île. Lorsqu’un chercheur non affilié a utilisé des fragments d’os pour résoudre ce mystère évolutif avant qu’ils ne le puissent, l’équipe de Miller et Grealy a tourné son attention vers la moitié nord humide et boisée de l’île, dans l’espoir de mieux comprendre l’oiseau dans un biome différent.

À l’aide d’images satellite à haute résolution, l’équipe a repéré des endroits où les vents avaient emporté le sable et exposé d’anciennes coquilles d’œufs. Aucun oiseau de taille similaire ne vit actuellement sur l’île, de sorte que les morceaux fissurés sont facilement reconnaissables à l’œil nu. Après que l’équipe a traversé l’île et rassemblé plus de 960 fragments de coquilles d’œufs anciens provenant de 291 emplacements, le travail difficile a commencé : analyser l’ADN ancien.

En raison de leur composition chimique, les squelettes peuvent être «fuyants» avec leur ADN, ce qui les rend moins idéaux pour ce type de travail. En comparaison, la chimie physique de ces épaisses coquilles d’œufs enferme sa matière organique jusqu’à 10 000 ans et protège son ADN comme elle l’a fait pour le bébé oiseau qui a grandi à l’intérieur. Cela signifie qu’il peut être assez difficile à extraire pour l’analyse.

Un autre problème consiste à trouver des brins d’ADN suffisamment longs à analyser, car l’ADN ancien est souvent dégradé. En conséquence, les scientifiques ont reconstitué les fragments les plus courts dans une sorte de « casse-tête génétique » – sans aucune idée que cela les conduirait à découvrir un nouveau type d’oiseau éléphant.

« La science progresse souvent dans des voies obscures. Vous ne trouvez pas toujours ce que vous cherchiez », a déclaré Miller, directeur du Centre d’analyse géochimique de l’environnement mondial (GAGE) à CU Boulder. « Et c’est beaucoup plus intéressant de trouver ce que vous ne saviez pas que vous cherchiez. »

L’humain ou l’œuf ?

Miller étudie le « Quaternaire », la période géologique la plus récente de l’histoire de la Terre et celle où les humains sont apparus pour la première fois dans le paysage. Lorsque les humains sont apparus, a-t-il dit, les grands animaux ont souvent disparu, mais les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi l’oiseau éléphant en faisait partie.

« Qu’est-ce que les premiers humains font qui entraîne l’extinction des grands animaux, en particulier? C’est un débat qui dure depuis toute ma vie », a déclaré Miller, dont la carrière s’étend maintenant sur cinq décennies.

Si les géologues, les archéologues et les biologistes sont capables de rassembler et de dater davantage de fragments de coquilles d’œufs du monde entier, les travaux de pionnier de Miller et Grealy dans le domaine de la science de l’ADN de la coquille d’œuf pourraient permettre de mieux comprendre pourquoi de grands animaux comme l’oiseau éléphant se sont éteints. après l’arrivée des humains.

« Avec beaucoup de petites contributions de tout un tas de personnes, vous pouvez en fait résoudre des questions intéressantes », a déclaré Miller. « Cela pourrait ouvrir une nouvelle façon de voir les choses. »