Des chercheurs de l’Université de Cincinnati ont étudié les dents de chevaux et de bisons préhistoriques dans l’Arctique pour en savoir plus sur leur alimentation par rapport aux espèces modernes.
Ce qu’ils ont découvert suggère que l’Arctique, il y a 40 000 ans, maintenait une plus grande diversité de plantes qui, à leur tour, abritaient à la fois des animaux de plus en plus nombreux et plus diversifiés.
L’Arctique d’aujourd’hui est spartiate par rapport au paysage riche en faune pendant les périodes glaciaires de l’époque du Pléistocène, il y a entre 12000 et 2,6 millions d’années, lorsque des chevaux sauvages, des mammouths, des bisons et d’autres gros animaux parcouraient les steppes et les prairies de ce qui est maintenant le nord du Canada, Europe du Nord, Alaska et Sibérie. Les ours à face courte, les paresseux terrestres et même les lions des cavernes ont appelé le 49e État à la maison.
L’Arctique abritait également de plus grandes populations, même comparativement aux spectaculaires troupeaux de caribous d’aujourd’hui, qui peuvent compter plus de 750 000 animaux. La région abritait entre six et dix fois plus de gros animaux que l’Arctique d’aujourd’hui.
«Au Pléistocène, la diversité de la faune était tellement plus grande que ce que nous voyons aujourd’hui», a déclaré Joshua Miller, professeur adjoint de l’UC. “Cela avait l’air complètement différent. Une question clé est de savoir pourquoi l’Arctique est si dépaupé en comparaison aujourd’hui?”
L’étude a été publiée dans la revue Paléogéographie, paléoclimatologie, paléoécologie.
Les chercheurs ont étudié deux des grands animaux les plus courants vivant entre 12000 et 40000 ans dans ce qui est aujourd’hui l’Alaska: les chevaux et le bison des steppes, qui ont tous deux disparu en raison du changement climatique, de la chasse humaine ou d’une combinaison des deux.
La doctorante et auteure principale de l’UC, Abigail Kelly, a fabriqué des moulages dentaires de spécimens fossiles obtenus du musée de l’Université de l’Alaska et a soumis les dents fossiles à une analyse d’usure dentaire pour évaluer le régime alimentaire de ces animaux disparus.
“Parce que les aliments ont des textures différentes et interagissent avec la surface de l’émail de différentes manières, nous pouvons examiner différents régimes”, a déclaré Kelly.
Les dents des animaux herbivores présentent différents signes d’usure selon le type de nourriture qu’ils mâchent. L’herbe est particulièrement abrasive car elle contient de la silice qui peut user les dents avec le temps. À l’œil nu, les animaux herbivores ont des dents avec des profils d’usure plus émoussés (appelés mésowear). Lorsqu’elles sont vues au microscope, les dents présentent des rayures parallèles. Les animaux qui mangent moins d’herbe et plus de feuilles d’arbres, d’herbes et d’arbustes ont des dents relativement plus pointues avec moins de rayures microscopiques.
Les chercheurs de l’UC ont découvert que les motifs d’usure des dents du bison des steppes présentaient moins de rayures que le bison des plaines moderne qui mange principalement de l’herbe mais plus de rayures que le bison européen, qui se nourrit probablement de plus de plantes ligneuses. De même, les chevaux préhistoriques avaient des dents qui portaient des modèles d’usure différents de ceux des chevaux modernes, ce qui suggère que leur régime alimentaire contenait moins d’herbes abrasives. Les bisons et les chevaux préhistoriques avaient probablement une alimentation plus variée riche en plantes herbacées à feuilles larges que les bisons et les chevaux d’aujourd’hui, mais les chercheurs ont déclaré que les schémas de micro-usure pourraient être le reflet des aliments saisonniers que l’animal a mangés dans les mois précédant sa mort.
L’étude a suggéré que l’Arctique avait un mélange de végétation plus large qu’il n’en existe aujourd’hui.
“Il semble que les régimes alimentaires des bisons et des chevaux n’étaient pas si différents. Ils mangeaient des aliments de texture similaire”, a déclaré Miller. “Mais leur physiologie est assez différente. Les bisons sont des fermenteurs de l’intestin antérieur qui digèrent les aliments différemment des fermenteurs de l’intestin postérieur comme les chevaux. Il est donc possible que les espèces obtiennent différents niveaux de nutrition à partir du même aliment.”
L’étude revêt une importance pressante pour la conservation du bison des bois, qui a été chassé jusqu’à l’extinction aux États-Unis dans les années 1900. Des populations du Canada ont été réintroduites en Alaska en 2015. Le plus gros animal terrestre d’Amérique du Nord, le bison des bois, est un descendant du bison des plaines qui a migré vers le nord il y a environ 10 000 ans et a brièvement coexisté avec le bison des steppes avant de le remplacer.
Le biologiste et co-auteur de l’étude, Tom Seaton, supervise la réintroduction du bison des bois pour le ministère du poisson et du gibier de l’Alaska. Il a déclaré que leur analyse offre des perspectives importantes sur la coexistence de diverses populations d’herbivores dans le paysage de l’Alaska il y a des milliers d’années, ce qui pourrait aider les biologistes à comprendre les besoins du bison des bois aujourd’hui.
Le bison des steppes a survécu des milliers d’années de plus que les chevaux, même si les deux dépendaient d’aliments similaires, selon l’analyse dentaire de l’UC.
Mais il est probable que les bisons et les chevaux aient évolué pour utiliser les ressources du paysage de différentes manières – un phénomène appelé «partitionnement de niche». Les chevaux et les bisons présentent également des différences importantes dans la façon dont ils digèrent les aliments.
«Cette étude fournit des informations pour le projet de restauration du bison des bois de l’Alaska à travers des perspectives de cloisonnement de niche entre de grands herbivores sur le paysage moderne de l’Alaska», a déclaré Seaton. “J’espère que cette étude fournira une pièce de plus dans le casse-tête de la restauration des bisons dans le nord.”
Alors que les brouteurs comme les chevaux et les bisons ont disparu dans l’Arctique, les brouteurs comme l’orignal et le caribou qui se nourrissent principalement de feuilles et de plantes ligneuses persistent encore.
“Ce qui est intéressant, c’est pourquoi ce sont les brouteurs qui s’éteignent pendant que les navigateurs le traversent”, a déclaré Miller.
Miller a mené de nombreuses expéditions de recherche au plus profond de la réserve nationale de faune de l’Arctique en bateau pneumatique rigide pour ramasser des bois de caribou afin de suivre leurs migrations historiques.
“Les impacts du climat sur la végétation peuvent créer un changement soudain”, a-t-il déclaré. “Les environnements plus frais et plus secs de la fin du Pléistocène ont permis à la mégafaune de prospérer. Mais les climats chauds et humides de l’Holocène ont conduit à la végétation de la toundra humide d’aujourd’hui.”
Pour son prochain projet, l’étudiante au doctorat Kelly examinera de plus près les bisons et les chevaux du Yukon qui vivaient à peu près à la même époque.
«Nous nous concentrerons sur l’histoire de la façon dont le bison a réagi aux changements environnementaux des 50 000 dernières années, alors que les climats nordiques sont passés de conditions relativement douces à extrêmement froides et sèches au cours de la dernière période glaciaire, et enfin au réchauffement rapide de la forêt boréale. climat forestier que nous voyons aujourd’hui », a-t-elle déclaré. «Les bisons sont-ils capables de modifier leur régime alimentaire en réponse à l’évolution de la végétation, ou sont-ils fixés dans une seule niche?»
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