Machine à remonter le temps tropicale : avec une cuillère à café de boue, retour dans le passé

Les régions tropicales et subtropicales abritent les écosystèmes les plus riches en espèces de la planète : 80 % des points chauds de la biodiversité mondiale et plus de la moitié des espèces animales et végétales menacées se trouvent dans ces régions. "Notre propre histoire est également étroitement liée aux tropiques. Il y a environ 300 000 ans, l'homme moderne, Homo sapiens sapiens, est apparu en Afrique tropicale, d'où il s'est ensuite répandu sur l'ensemble du globe. Aujourd'hui, plus de 41 % de la population mondiale vit dans les régions tropicales et subtropicales", explique l'auteur principal de l'étude, le professeur Miklós Bálint, du Senckenberg Biodiversity and Climate Research Center et de l'université Justus Liebig de Giessen, avant d'ajouter : "Néanmoins, il manque depuis longtemps un outil essentiel pour explorer ces régions : l'ADN environnemental ancien."

L'ADN environnemental ancien (aeDNA) désigne des fragments d'ADN qui ont été préservés dans l'environnement sur de longues périodes et qui proviennent de plantes, d'animaux, de micro-organismes ou d'êtres humains. Il n'est pas extrait directement d'un organisme mais d'échantillons de sol, de sédiments, d'eau, de glace ou de pergélisol. Le consensus scientifique qui prévaut est que la chaleur et l'humidité dégradent trop rapidement le matériel génétique dans les régions tropicales et subtropicales pour que l'on puisse travailler avec l'ADNe. Par conséquent, la majorité des analyses de traces d'ADN anciennes se sont concentrées sur les régions froides et sèches d'Europe, d'Amérique du Nord, d'Asie et de l'Arctique. "Cependant, nous avons ignoré l'histoire biologique des principaux écosystèmes de la Terre sur la base d'une hypothèse qui s'avère n'être que partiellement vraie", explique M. Bálint. "Nos nouvelles découvertes montrent que l'ADN environnemental ancien des régions tropicales et subtropicales peut survivre pendant des périodes étonnamment longues si l'on cherche au bon endroit, par exemple dans les sédiments lacustres ou les marécages à faible teneur en oxygène.

Justine Nakintu, de l'université des sciences et technologies de Mbarara et de l'université de Soroti en Ouganda, explique : "Dans notre étude, nous présentons plusieurs exemples impressionnants de ce que ces 'machines à remonter le temps' génétiques peuvent révéler." Le premier auteur de l'étude a mené ses recherches entre mai et juillet 2025 dans le cadre de son Senckenberg Global Fellowship à Francfort. "Dans le lac Towuti en Indonésie, par exemple, les chercheurs ont découvert de l'ADN de plantes datant d'un million d'années. Dans d'autres régions, l'ADN ae a été utilisé pour retracer la propagation de l'agriculture il y a 5 300 ans, et même l'histoire des agents pathogènes", explique Mme Nakintu.

Au Mexique, par exemple, l'ADNe provenant d'ossements humains a révélé que la syphilis était présente dans le pays entre le 17e et le 19e siècle. En outre, la bactérie Salmonella enterica a été identifiée comme la cause de l'épidémie de "Cocolitzli" au Mexique au XVIe siècle. À l'avenir, l'ADN de l'abeille pourrait également permettre de déterminer si des épidémies ont été à l'origine de l'effondrement soudain des populations humaines en Afrique centrale entre 400 et 600 après J.-C., selon l'étude.

"En outre, cette approche permet une reconstruction plus précise des origines et de l'évolution ultérieure de l'histoire de l'humanité. Un être humain possède au maximum 210 os et 32 dents, dont la plupart ne seront jamais conservés sous forme de fossiles. En revanche, cette personne produit des millions de traces d'ADN au cours de sa vie, qui ont beaucoup plus de chances d'être laissées dans l'environnement", ajoute M. Bálint. Nakintu poursuit : "Cet outil nous permet également de voir comment les espèces tropicales ont réagi au changement climatique dans le passé, ce qui fournit des informations cruciales pour leur protection à l'avenir. Nous pouvons désormais reconstituer des communautés entières de plantes et d'animaux à partir d'une seule cuillère à café de boue, sans avoir à déterrer des fossiles rares".

Bien que la majeure partie de la biodiversité mondiale se trouve sous les tropiques, la majorité des laboratoires d'analyse de l'ADN environnemental ancien se trouvent en Europe, en Amérique du Nord et en Asie. Les auteurs soulignent que la réduction de ce fossé géographique offre une occasion unique d'améliorer la qualité de la recherche scientifique à un niveau "glocal". La mise en place de collaborations, de laboratoires et de programmes de formation dans les pays tropicaux permet des analyses plus rapides et, surtout, des connaissances plus approfondies. "Si nous voulons vraiment comprendre la biodiversité tropicale, nous devons exporter des connaissances, et pas seulement des échantillons", souligne Mme Nakintu, qui résume : "Cette approche transforme la recherche scientifique en un partenariat mutuellement bénéfique. Elle élargit les capacités de recherche mondiales, diversifie les questions des chercheurs et garantit que l'histoire de ces écosystèmes importants est reconstituée par les personnes qui vivent avec eux."