Changements rapides et extinctions de la mégafaune associés aux changements climatiques lors du Pléistocène tardif
En Amérique du Nord, les principales immigrations humaines sont survenues à la même période que les changements climatiques de la fin du Pléistocène. La concordance de ces deux phénomènes a eu pour effet de compliquer les études scientifiques visant à dissocier les impacts des changements climatiques de ceux des populations humaines sur l'extinction de la mégafaune dans cette partie du monde.
La présente étude fournit une reconstitution de la flore et de la faune d'un écosystème du Pléistocène tardif en Amérique du Nord grâce au séquençage d'ADN ancien contenu dans des restes osseux de vertébrés et le sédiment d'une grotte. Cette reconstitution permet de déterminer le rôle des changements climatiques du Pléistocène tardif dans l'extinction de la mégafaune d'Amérique du Nord grâce à une chronologie détaillée du turnover de la biodiversité en réponse aux fluctuations climatiques.
L'étude a été réalisée dans la grotte de Hall (30°08'06.3" N, 99°32′16.4" W) située sur le plateau d'Edwards, dans le centre du Texas aux États-Unis. Une fosse de 3.5 m de profondeur à été creusée au sein de la grotte dans laquelle les auteurs ont prélevé les restes osseux de vertébrés afin d'identifier les taxons qui leur sont associés grâce à la méthode du méta-barcoding sur l'ADN ancien. Les communautés végétales qui se sont développées sur le plateau au cours du temps ont pu être reconstruites grâce au séquençage de l'ADN du pollen trouvé dans le sédiment. L'âge de chaque échantillon d'os et de sédiment a été estimé grâce à un modèle âge-profondeur. La diversité alpha des communautés de vertébrés et de plantes a été calculée pour chaque profondeur de prélèvement et les limites des niches écologiques réalisées de chacun des taxons ont été déterminées pour inférer les températures et les régimes de précipitations passés autour de la grotte.
Les résultats de l'étude suggèrent un réchauffement et une aridification du climat texan entre le Dernier Maximum Glaciaire et le début de l'Holocène. Le plateau d'Edwards était initialement composé de prairies humides entretenues par de grands organismes brouteurs mais le réchauffement du climat a entrainé une fermeture du milieu. La perte des prairies à cette période coïncide avec une perte de diversité dans la communauté de vertébrés et plus particulièrement des grandes espèces brouteuses et de leurs prédateurs. La température a ensuite diminué brutalement durant le Dryas récent, ce qui a eu pour conséquence d'entrainer une perte de la diversité globale et de la mégafaune. Après le Dryas récent, la diversité de la communauté végétale a ré-augmenté contrairement à celle de la communauté de vertébrés. Ce dernier résultat suggère que des facteurs autres que le climat tels que l'apparition des humains dans la région ont pu contribuer à la perte locale de la diversité de la mégafaune.
L'article est rigoureux mais utilise néanmoins la méthode du méta-barcoding qui est sujette à controverse (voir la controverse : Une courte séquence d'ADN est-elle suffisante pour identifier les espèces ?).
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêt.
Cet article apporte des précisions sur les causes des extinctions de la mégafaune du Pléistocène en Amérique du Nord, et plus particulièrement sur le fait que les changements climatiques ont bien joué un rôle dans ces extinctions à l'échelle régionale. Néanmoins, les résultats obtenus montrent que les changements climatiques de la fin du Pléistocène ne permettent pas d'expliquer totalement les phénomènes d'extinctions de la mégafaune du Pléistocène, ce qui ouvre donc sur une hypothèse des causes mixtes des extinctions, et qu'il est important d'étudier plus en détail les causes des extinctions à l'échelle locale.
Large-scale changes in global climate at the end of the Pleistocene significantly impacted ecosystems across North America. However, the pace and scale of biotic turnover in response to both the Younger Dryas cold period and subsequent Holocene rapid warming have been challenging to assess because of the scarcity of well dated fossil and pollen records that covers this period. Here we present an ancient DNA record from Hall’s Cave, Texas, that documents 100 vertebrate and 45 plant taxa from bulk fossils and sediment. We show that local plant and animal diversity dropped markedly during Younger Dryas cooling, but while plant diversity recovered in the early Holocene, animal diversity did not. Instead, five extant and nine extinct large bodied animals disappeared from the region at the end of the Pleistocene. Our findings suggest that climate change affected the local ecosystem in Texas over the Pleistocene-Holocene boundary, but climate change on its own may not explain the disappearance of the megafauna at the end of the Pleistocene.
