Samuel Walker, Université de Bournemouth et Sanne Boessenkool, Université d’Oslo
Alors que l’Arctique se réchauffe plus rapidement que partout ailleurs sur Terre, les animaux qui ont évolué pour survivre au froid sont confrontés à des défis sans précédent. Si les scientifiques en apprennent davantage sur la manière dont la faune moderne réagit aux changements environnementaux, nous en savons encore peu sur la manière dont les espèces se sont adaptées dans le passé.
Notre nouvelle étude porte sur la plus ancienne communauté animale diversifiée connue de l’Arctique européen, datant de 75 000 ans. Préservée au fond d’une grotte dans le nord de la Norvège, elle offre un rare aperçu du fonctionnement des écosystèmes arctiques pendant une phase légèrement plus chaude de la dernière période glaciaire.
La région arctique a connu des avancées et des reculs répétés des glaciers tout au long de la dernière période glaciaire (il y a 118 000 à 11 000 ans) – une séquence de conditions glaciaires complètes plus froides (stadiales) et de phases plus chaudes (interstadiales), au cours desquelles les glaciers se sont retirés à des altitudes plus élevées. Ces conditions fluctuantes ont entraîné des migrations et des retraits successifs d’animaux et de plantes, qui ont fini par former les communautés animales que nous connaissons aujourd’hui.
L’une des conséquences de la présence d’une zone d’activité glaciaire est que les dépôts de sédiments sont facilement détruits, car les glaciers creusent le paysage et l’eau de fonte rince les grottes. Il reste donc très peu de traces des animaux et des écosystèmes antérieurs à la fin de la dernière période glaciaire, il y a environ 11 000 ans.
Mais, fait remarquable, un dépôt de sédiments est resté intact pendant plus de 75 000 ans à l’intérieur d’Arne Qvamgrotta, une branche du grand réseau de grottes karstiques de Storsteinhola, en Norvège.
Cette grotte est située juste à l’intérieur du cercle polaire arctique, à l’ombre de la montagne nationale norvégienne, Stetind, à la périphérie de la petite ville côtière de Kjøpsvik, dans le Nordland. La région abrite des milliers de grottes karstiques formées par l’eau qui dissout la roche sous-jacente, ce qui donne lieu à des paysages spectaculaires et à couper le souffle, tant au-dessus qu’au-dessous du sol.
Le dépôt de sédiments intacts contenant des os préservés à Arne Qvamgrotta a été découvert pour la première fois au début des années 1990, lors de l’activité minière industrielle pour le calcaire. En 2021 et 2022, notre équipe, dirigée par l’Université d’Oslo, est retournée dans la grotte pour explorer ces sédiments et extraire et récupérer des ossements, afin de mieux comprendre la diversité des espèces dans ce dépôt inhabituel. Nos analyses fournissent un rare instantané écologique de la dernière période glaciaire.
Nous avons récupéré plus de 6 000 fragments d’os, sur lesquels nous avons utilisé l’ostéologie comparative (en comparant la forme et la structure des os pour identifier les espèces) et le métabarcodage de l’ADN ancien (en identifiant les os fragmentés par l’analyse des brins d’ADN et en les faisant correspondre à une base de données d’espèces). Grâce à ces techniques, nous avons identifié 46 espèces animales différentes (au niveau de la famille, du genre et de l’espèce), dont des mammifères, des oiseaux et des poissons vivant à la fois sur terre et dans la mer.
Ces espèces comprennent le troisième plus ancien ours polaire jamais découvert, ainsi que le morse, la baleine boréale et des oiseaux marins tels que l’eider à tête grise et le macareux. Nous avons trouvé des poissons, notamment l’ombre arctique et la morue de l’Atlantique. L’une des découvertes les plus importantes est celle du lemming à collier, un animal qui n’avait jamais été identifié en Scandinavie et qui a aujourd’hui disparu de la région.
Nous avons utilisé différentes techniques de datation qui montrent que les os ont environ 75 000 ans et remontent à une phase légèrement plus chaude (interstadiale) de la dernière période glaciaire.
Les animaux que nous avons trouvés montrent qu’à cette époque, dans cette partie de la Norvège, les terres côtières étaient libres de glace, ce qui permettait aux rennes migrateurs et aux poissons d’eau douce, par exemple, de se déplacer facilement vers le nord. Nous avons également trouvé un riche mélange d’animaux marins et côtiers qui confirment la présence de la glace de mer saisonnière.
Cette communauté animale se distingue nettement de la mégafaune la plus couramment associée à l’ère glaciaire. Celle-ci comprend notamment le mammouth laineux et le bœuf musqué, généralement liés à la steppe à mammouths – les vastes prairies froides et sèches qui s’étendaient sur une grande partie de l’Europe, de l’Amérique du Nord et de l’Asie du Nord durant la dernière période glaciaire.
Cette différence reflète probablement le cadre côtier unique et le paysage entourant Arne Qvamgrotta, qui aurait supporté un type d’écosystème différent.
D’autres analyses de l’ADN ancien de certains ossements révèlent que les lignées de l’ours polaire, du lemming à collier et du renard arctique de cette époque et de cet endroit sont aujourd’hui éteintes. Cela suggère que ces animaux n’ont pas pu suivre l’évolution des habitats ou trouver refuge pendant les périodes froides ultérieures de la dernière période glaciaire, ce qui montre à quel point la nature peut être vulnérable dans des conditions climatiques changeantes.
Samuel Walker, chercheur postdoctoral de la British Academy, zooarchéologie, université de Bournemouth et Sanne Boessenkool, professeure de biologie de l’évolution, université d’Oslo.
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original