Pourquoi les mammouths laineux ont-ils disparu ?

Les derniers mammouths laineux ont occupé une petite île pendant des milliers d'années après que leurs cousins mammouths ont disparu sur le continent principal. Ces bêtes hirsutes se sont frayé un chemin jusqu'à l'île Wrangel, une petite île située à proximité de la côte de la Sibérie et mesurant près de 150 kilomètres de long, il y a près de 10 000 ans. Malheureusement, ces mammouths n'ont pas survécu. Il y a environ 4 000 ans, les tout derniers mammouths laineux ont péri, entraînant l'extinction de l'espèce.

Personne ne sait vraiment pourquoi les mammouths de l'île Wrangel ont disparu définitivement. De récentes analyses génétiques indiquent que la forte régression de la population de mammouths à cette époque a rendu les animaux génétiquement vulnérables dans un monde en mutation. La consanguinité chez cette population ne les a probablement pas tués, mais a sans doute contribué à une extinction qui s'est étalée sur des milliers d'années.

Dans cette nouvelle étude, la généticienne Patrícia Pečnerová de l'université de Stockholm et ses collègues consignent les changements que ce groupe de mammouths laineux ont expérimenté avant de disparaître. Les nouvelles données, publiées le mois dernier dans la revue Cell, constituent le dernier chapitre de l'histoire de leur extinction, qui commence bien avant l'arrivée des mammouths dans leur dernier refuge.

« L'extinction des mammouths sur l'île Wrangel est seulement la dernière étape d'un enchaînement d'événements qui ont mené à la disparition de l'espèce », explique Patrícia Pečnerová, qui est aussi une exploratrice National Geographic.

LES HUMAINS OU LE CHANGEMENT CLIMATIQUE ?

Les premiers mammouths laineux ont évolué il y a plus de 800 000 ans, s'étendant jusqu'à l'Espagne préhistorique à l'ouest et à la région des Grands Lacs d'Amérique du Nord à l'est pendant leur apogée. L'expansion mondiale des mammouths laineux peut être attribuée à l'environnement particulier que préféraient ces herbivores géants. Les plaines ouvertes et herbeuses appelées steppes ont élargi leur aire de répartition durant les périodes plus froides de l'ère glaciaire, lorsque les glaciers couvraient une plus grande partie de la planète. Les mammouths laineux étaient des herbivores qui prospéraient dans ces habitats, contrairement aux mastodontes éléphantins qui préféraient les forêts et se portaient mieux au cours des périodes interglaciaires plus chaudes.

Alors que les glaciers diminuaient de nouveau et que le monde commençait à se réchauffer il y a environ 11 700 ans, l'habitat des mammouths laineux a de nouveau commencé à rétrécir et à reculer vers les pôles. Les anciens homininés ont également chassé les mammouths dans certaines zones de répartition de l'animal. Or les éléphantidés mettaient longtemps à se reproduire. Ces contraintes combinées ont provoqué l'effondrement de la plupart des populations de mammouths.

« Alors qu'il reste encore beaucoup de discussions sur les conséquences du changement climatique et de la chasse humaine », souligne Patrícia Pečnerová , « le consensus actuel est que ces deux facteurs ont contribué à l'extinction de l'espèce ». L'extinction des mammouths laineux n'est pas associée à la mort des derniers mammouths de l'île Wrangel, mais fait partie d'un processus qui s'est étendu sur des milliers d'années, à mesure que le monde changeait autour d'eux.

LES DERNIERS SURVIVANTS

Les mammouths de l'île Wrangel étaient les derniers survivants. Ces animaux représentent un cas spécial : l'extinction des derniers membres de l'espèce ayant survécu dans un refuge, faisant face à des contraintes différentes de celles de leurs prédécesseurs du continent principal. Un climat mondial plus chaud et humide a fait rétrécir les steppes en direction des pôles. Le fait que les mammouths aient pu atteindre l'île Wrangel est le signe d'un changement climatique ancien. Et pourtant, le changement climatique lui-même n'a pas entraîné l'extinction des mammouths, et il n'y a pas d'indication sur le fait que les derniers mammouths étaient chassés par les ancêtres de l'homme. En examinant l'ADN de mammouths extrait d'os et de défenses mis au jour, les généticiens ont tenté de comprendre pourquoi les derniers spécimens avaient succombé.

Les chercheurs à l'origine de cette nouvelle étude ont exploré le destin des mammouths à l'aide de vingt-et-un génomes de mammouths laineux provenant de différentes périodes, représentant à la fois la population de l'île Wrangel et les mammouths plus anciens du continent. Des recherches antérieures avaient laissé entendre que les mammouths de l'île Wrangel étaient tellement isolés que des mutations nuisibles s'étaient rapidement accumulées au sein de la population. Dans ce scénario, les mammouths ont accumulé tellement de mutations à cause de la consanguinité qu'ils ne pouvaient plus produire suffisamment de descendants sains pour que la population survive. Lorsque Pečnerová et ses co-auteurs se sont penchés sur les gènes des mammouths, ils ont toutefois découvert une voix plus complexe vers l'extinction.

« Il semble que la population entière ait démarré avec tout au plus huit individus reproducteurs, mais qu'elle soit passée à quelques centaines assez rapidement », explique Patrícia Pečnerová. La génétique des mammouths met en lumière cet obstacle et cette expansion. « Une population de mégaherbivores à reproduction lente qui a survécu pendant 6 000 ans a été créée par un nombre d'animaux inférieur à dix », note-t-elle, ce qui constitue un scénario plus extrême que ce à quoi s'attendaient les chercheurs.

La chronologie des dernières populations de mammouths sur l'île Wrangel présentée dans la nouvelle étude est « une chance fantastique d'examiner comment les génomes ont évolué dans cette population isolée », estime Rebekah Rogers, généticienne à l'université de Caroline du Nord, qui n'a pas participé à l'étude.

Les génomes des mammouths indiquent qu'en dépit de la consanguinité, la population de l'île s'est rapidement stabilisée et a même commencé à se débarrasser des mutations nuisibles au fil du temps. « J'ai été surprise de constater à quel point la population semblait stable sur le plan génétique », explique Patrícia Pečnerová. Les mammouths ont pu survivre pendant environ 200 générations avant de s'éteindre. Au lieu de diminuer, la population résistait lorsqu'elle a soudainement disparu de la surface de la Terre.

« L'histoire que nous nous sommes racontée, que j'ai écrite dans ma thèse de doctorat et présentée lors de conférences, était fausse, ou du moins inexacte », explique Pečnerová. Les derniers mammouths laineux n'ont pas subi de déclin génétique. Les herbivores ont subi les effets de la consanguinité, mais cela ne semble pas les avoir fait disparaître.

ALORS, À QUI LA FAUTE ?

Les données génétiques ne permettent pas de déterminer le type de contrainte fatale qui a mis fin à la vie des mammouths de l'île Wrangel, mais elles suggèrent que le déclin a été rapide. Les humains n'ont mis les pieds sur l'île Wrangel que quatre siècles après la mort des derniers mammouths. Les mammouths auraient pu s'éteindre parce qu'ils ne pouvaient pas supporter les changements environnementaux ou les épidémies, mais il est difficile de suivre ces changements à travers les archives fossiles limitées.

Bien que les derniers spécimens de mammouths étaient stables, les auteurs de la nouvelle étude ne peuvent pas totalement exclure les conséquences génétiques de la consanguinité. Les mutations auraient pu rendre les mammouths vulnérables à d'autres contraintes et, même si la population s'était maintenue plus longtemps, elles auraient pu être trop persistantes pour que les mammouths puissent survivre dans un endroit isolé.

« Les phénomènes d'extinction sont beaucoup plus complexes et ne sont pas unifactoriels », explique Rebekah Rogers, qui souligne que le changement climatique, la modification des sources de nourriture, les sécheresses, les tempêtes, les maladies ou d'autres facteurs peuvent tous avoir contribué à ces phénomènes. Les mutations néfastes chez les mammouths ne les ont pas aidés, note-t-elle, « mais toute affirmation selon laquelle les mammouths ont disparu uniquement à cause de leur génome ne donne pas à voir toute l'histoire ».

L'extinction du mammouth laineux n'est pas due à un événement ou à une contrainte unique, mais à des milliers d'années de changements climatiques et environnementaux, à la chasse menée par l'homme et, enfin, aux conséquences d'un obstacle génétique. Les herbivores poilus s'accrochaient à des parcelles d'habitats alors que les climats et l'environnement de la Terre se modifiaient. Les conséquences génétiques des précédents désastres de population sur le continent signifient que la population de l'île Wrangel était peut-être constituée de mammouths morts-vivants, incapables de tenir suffisamment longtemps pour que la steppe se reconstitue.