Écureuil sibérien préhistorique : 36 plantes cultivées à partir de son tissu et correction d’espèce par l’ADN

Une écureuil terrestre avait caché des fruits dans une madrague de Sibérie pendant le dernier glaciaire et avait laissé une réserve qui finirait par atteindre le laboratoire. À partir de ses tissus, une équipe de l’Académie des sciences de Russie est parvenue à cultiver 36 plantes qui ont fleuri et produit des graines. La découverte a été publiée dans PNAS en 2012.

La clé résidait dans des cellules conservées pendant des millénaires dans le permafrost, le sol qui demeure gelé. Les fleurs obtenues montraient des différences par rapport aux plantes modernes utilisées pour la comparaison, bien que l’histoire ait une nuance importante. Une étude génétique publiée en 2021 a corrigé l’identification initiale des plantes étudiées.

Une réserve sous la glace

Les fruits provenaient de Duvanny Yar, près du cours inférieur du fleuve Kolyma, dans le nord-est de la Sibérie. Ils se trouvaient dans une ancienne madriguera/terrier de l’écureuil, enterrés à 38 mètres de profondeur sous la surface actuelle.

Comment ont-ils vérifié leur ancienneté ? Les chercheurs ont daté au radiocarbone les graines contenues dans les fruits et ont obtenu un âge de 31 800 ans, avec une marge de ±300 ans. C’est pourquoi on parle, de façon arrondie, d’environ 32 000 ans.

Selon l’étude, les sédiments étaient restés congelés depuis leur formation, sans signes de dégel. La température moyenne annuelle du sol mesurée dans la région était d’environ sept degrés sous zéro. Ce froid persistant a aidé à préserver des tissus capables de repousser.

La clé résidait dans le tissu

La procédure a été bien plus complexe que de semer une graine et d’attendre qu’apparaisse une pousse. Les essais antérieurs avec des graines anciennes n’avaient pas permis d’obtenir des plantes adultes, si bien que l’équipe a cherché une autre partie du fruit qui conserva une capacité de régénération suffisante.

Elle a été trouvée dans le tissu placentaire, la structure intérieure à laquelle les graines se rassemblent pendant leur développement. Les scientifiques ont extrait des fragments de trois fruits immatures intacts et les ont cultivés sur des milieux nutritifs en laboratoire. À partir de ceux-ci, ils ont réussi à développer des pousses et des racines.

Grâce à la micropropagation, une technique qui permet de multiplier les plantes à partir de petites portions de tissu, ils ont obtenu douze exemplaires de chaque fruit. Puis ils les ont transplantés en pots et ont contrôlé la lumière et la température. La floraison et la production de graines sont arrivées au cours de la deuxième année de culture.

Les fleurs ont réservé une surprise

L’équipe a comparé les 36 plantes régénérées à 29 autres obtenues à partir de graines modernes récoltées dans la même région. Pendant la croissance végétative, elles semblaient identiques, mais lors de la floraison, les anciennes présentaient des pétales plus étroits et moins divisés. Les différences concernaient les exemplaires de l’expérience.

De plus, les plantes régénérées ont pu se reproduire par pollinisation croisée artificielle. Les graines obtenues à partir d’elles ont atteint un taux de germination de 100 % dans les tests en laboratoire, et leur descendance a complété le cycle de vie. La première génération a conservé les traits observés chez leurs progeniteurs.

Mais ces différences florales ne sont pas restées figées pour toujours. Dans une réponse scientifique publiée également en 2012, les auteurs expliquèrent que, après plusieurs années de culture, les pétales des deux groupes avaient acquis des formes similaires. Ce suivi oblige à être prudent lors de l’interprétation de leur apparence comme une empreinte immuable du passé.

L’ADN a corrigé le nom

Le travail original avait identifié les plantes comme Silene stenophylla, un nom qui accompagne encore de nombreuses informations sur la découverte. Cependant, d’autres botanistes ont contesté cette classification en 2012 en examinant les caractéristiques des feuilles, des fleurs et des graines.

En 2021, une étude dirigée par Tatiana Kramina a analysé deux marqueurs d’ADN d’un clon ancien et d’un clon moderne. Les résultats ont placé les deux dans le groupe Silene linnaeana et écarté l’identification initiale comme Silene stenophylla. Les marqueurs utilisés ne permettaient pas de préciser l’espèce au sein de ce groupe.

Qu’est-ce que cela change pour le lecteur ? Que l’on ne peut pas se contenter de comparer deux fleurs pour conclure comment évolua une même espèce durant 32 000 ans. La révision corrige l’identité botanique, tandis que le résultat central de l’expérience reste la régénération de plantes fertiles à partir du tissu conservé.

Un fichier pour la biodiversité

L’intérêt environnemental de cette histoire réside dans ce qu’elle permet d’étudier sur la conservation du matériel végétal. Les auteurs ont indiqué que le permafrost peut conserver des ressources génétiques anciennes et offrir des indices pour étudier comment certains tissus survivent au froid prolongé.

Cela ouvre des possibilités pour la recherche, mais l’expérience dépendait de fruits bien conservés et de soins précis en laboratoire. Cela ne démontre pas que n’importe quelle plante ancienne puisse se rétablir simplement en la décongelant. La survie de certaines cellules et l’obtention d’une plante complète sont des étapes distinctes.

La recherche originale a été publiée dans PNAS en 2012. L’étude ultérieure qui a révisé l’identification des plantes a été publiée en 2021 dans Wulfenia.

Image : Yashina et al. / PNAS (2012)