Le 6 juin 2018, sur le site web de la pres­ti­gieuse revue scien­ti­fique Nature, était publié un article, signé par cinq auteurs, portant sur les hypo­thèses concer­nant l’ex­tinc­tion de la méga­faune du quater­naire, dont voici une traduc­tion. Son prin­ci­pal auteur, Gilbert J. Price, est un expert en géolo­gie, paléo­cli­ma­to­lo­gie et paléon­to­lo­gie de l’uni­ver­sité du Queens­land, en Austra­lie. Ses co-auteurs sont Julien Louys (cher­cheur de l’uni­ver­sité de Grif­fith dans le Queens­land, en Austra­lie), J. Tyler Faith (anthro­po­logue de l’uni­ver­sité de Salt Lake City, dans l’Utah, aux USA), Eline Loren­zen (profes­seur au musée d’his­toire natu­relle de Køben­havn au Dane­mark) et Michael C. Westa­way (cher­cheur à l’uni­ver­sité de Grif­fith, dans le Queensd­land, en Austra­lie).


Trop de méta-analyses concer­nant les extinc­tions des kangou­rous ou des pares­seux géants utilisent de mauvaises données ou des données mal inter­pré­tées, aver­tissent Gilbert J. Price et ses collègues.

En mars, le dernier rhino­cé­ros blanc du nord est mort. La sous-espèce rejoint ainsi la longue liste des gros animaux terrestres qui se sont éteints au cours des 100 000 dernières années.

La raison de la dispa­ri­tion du rhino­cé­ros blanc du nord (Cera­to­the­rium simum cottoni) est indis­cu­table : le bracon­nage et la destruc­tion de son habi­tat par les humains. En revanche, les raisons de l’ex­tinc­tion des mammouths, des pares­seux géants et d’autres créa­tures de la méga­faune du quater­naire demeurent l’un des sujets les plus polé­miques des sciences histo­riques.

Les coupables sont-ils des humains partis d’Afrique il y a plus de 75 000 ans ? Ou le chan­ge­ment clima­tique ? La méthode la plus récente pour tenter de répondre à ces ques­tions consiste à recou­rir à des méta-analyses. Celles-ci tentent de lier la chro­no­lo­gie des extinc­tions aux chan­ge­ments clima­tiques, ou à des preuves de l’ar­ri­vée de l’homme dans une région donnée. Au cours des cinq dernières années, le nombre de méta-analyses a beau­coup augmenté. Beau­coup ont été publiées dans de pres­ti­gieuses revues, et commencent à orien­ter le débat.

Comprendre pourquoi certains groupes d’es­pèces ont succombé tandis que d’autres ont survécu pour­rait nous four­nir des rensei­gne­ments impor­tants concer­nant la manière dont les espèces contem­po­raines pour­raient — ou non — survivre aux chan­ge­ments envi­ron­ne­men­taux et clima­tiques, et la rési­lience des écosys­tèmes natu­rels à un impact anthro­pique crois­sant.

Mais, selon nous, l’ap­proche qui compte sur le big data ne peut pas nous permettre, en l’état des choses, de parve­nir à une réponse. Nous ne dispo­sons simple­ment pas de suffi­sam­ment de données de qualité. Comprendre ce qui a préci­pité leur extinc­tion requiert une analyse détaillée du sort de chaque espèce, au cas par cas. Pour cela, nous devons nous effor­cer de trou­ver plus de fossiles et de véri­fier l’âge de ceux que nous avons déjà décou­verts à l’aide des dernières méthodes de data­tion. Nous devons égale­ment compa­rer la data­tion de l’exis­tence et de la dispa­ri­tion des espèces aux données envi­ron­ne­men­tales, clima­tiques et archéo­lo­giques de leur milieu.

Le lien humain.

Pour une méta-analyse typique, les cher­cheurs parcourent les archives afin de trou­ver les dates asso­ciées à une méga­faune éteinte, ainsi que les dates esti­mées de l’ar­ri­vée des humains dans une région donnée (sur la base de données archéo­lo­giques, et d’autres données). Dans certains cas, ils combinent alors ces données à des données paléo­cli­ma­tiques mondiales, comme celles que l’on obtient des carottes de glace de l’Arc­tique. En établis­sant des corré­la­tions entre ces évène­ments, les enquê­teurs tentent d’iden­ti­fier le facteur domi­nant de l’ex­tinc­tion des espèces.

Au cours des deux dernières décen­nies, la plupart des méta-analyses qui combi­naient des données conti­nen­tales ou mondiales ont eu tendance à suggé­rer que le prin­ci­pal facteur était l’hu­main. D’ailleurs, certains cher­cheurs affirment que les résul­tats sont telle­ment clairs que le débat est clos1.

Cepen­dant, les résul­tats de presque toutes les méta-analyses reposent sur le prin­cipe « GIGO » : garbage in, garbage out [« ordures à l’en­trée, ordures à la sortie », l’idée que si les données de départ sont mauvaises, les résul­tats le sont forcé­ment aussi, NdT]. Selon nous, la plupart de ces analyses reposent sur des données discu­tables, ce qui rend, au mieux, les résul­tats diffi­ciles à inter­pré­ter. Six prin­ci­paux problèmes discré­ditent la plupart des études conduites jusqu’à présent.

Des infor­ma­tions géochro­no­lo­giques dépas­sées. Les modé­li­sa­tions utilisent souvent des données d’études dépas­sées. Dans les années 1980, par exemple, la data­tion radio­car­bone d’es­pèce comme le rhino­cé­ros laineux (Coelo­donta antiqui­ta­tis) suggé­rait qu’il avait survécu jusqu’à l’Ho­lo­cène — et peut-être même jusqu’à il y a 3 600 ans2. Mais des amélio­ra­tions des méthodes de data­tion ont montré que ces rhino­cé­ros s’étaient en réalité éteints il y a 14 000 ans3. Certaines des plus récentes études recou­rant au big data utilisent toujours des dates erro­nées pour les rhino­cé­ros4 et d’autres espèces5.

Des data­tions contes­tées. Dans d’autres cas, les data­tions asso­ciées à certaines espèces font toujours débat. Les cher­cheurs, par exemple, ont d’abord estimé l’âge du Stego­don trigo­no­ce­pha­lus, qui ressemble à l’élé­phant, non pas en datant les fossiles eux-mêmes, mais en datant les fossiles d’autres animaux collec­tés sur des gise­ments dans un rayon de plus de 100 kilo­mètres6. D’autres cher­cheurs ont souli­gné des problèmes avec l’uti­li­sa­tion de ces esti­ma­tions7, qui conti­nuent pour­tant d’être utili­sées dans les méta-analyses8.

Dans certains cas, des dates sont asso­ciées à des espèces qui n’ont jamais été datées ni direc­te­ment ni indi­rec­te­ment. Une étude de 20164, par exemple, listait des animaux austra­liens comme le croco­dile terrestre Quin­kana et le wombat géant Ramsayia parmi la méga­faune censée avoir existé au cours des derniers 100 000 ans. Les fossiles de ces espèces n’ont jamais été datés9. (Plus de 25 espèces de la méga­faune austra­lienne, soit près de 30 %, n’ont jamais été datées, simple­ment parce que personne ne s’en est occupé).

Un manque de données. Certaines méta-analyses consi­dèrent le dernier fossile trouvé d’une espèce donnée comme le moment où l’ani­mal s’est éteint5. Dans les rares cas où des centaines d’échan­tillons ont été trou­vés, pour les mammouths et les masto­dontes, par exemple, la dispa­ri­tion d’une espèce du registre fossile pour­rait bien signa­ler son extinc­tion. Cepen­dant, lorsque nous n’avons accès qu’à quelques spéci­mens, le dernier fossile trouvé pour­rait ne pas nous indiquer grand-chose concer­nant la date de l’ex­tinc­tion d’une espèce.

De meilleurs résul­tats pour­raient être obte­nus grâce aux modé­li­sa­tions proba­bi­listes des dates d’ex­tinc­tion. Celles-ci incor­porent un degré d’er­reur asso­cié à l’âge des spéci­mens, en partie basé sur la qualité des méthodes utili­sées pour les dater. Encore une fois, la soli­dité des résul­tats dépend de la qualité des données utili­sées. En l’état des choses, nous n’avons que très peu de dates précises concer­nant l’ex­tinc­tion des espèces qui ont disparu au cours des derniers 100 000 ans10. (Selon nous, le lion des cavernes (Panthera spelea), le rhino­cé­ros laineux et le mammouth laineux (Mammu­thus primi­ge­nius) font partie des quelques espèces pour lesquelles suffi­sam­ment de données existent pour permettre une véri­table modé­li­sa­tion.)

Des moyens indi­rects problé­ma­tiques. En l’ab­sence de fossiles, certains cher­cheurs utilisent des données indi­rectes pour tester leurs hypo­thèses concer­nant l’ex­tinc­tion de la méga­faune. Le cham­pi­gnon copro­phile Sporor­miella est un compo­sant du registre fossile des pollens et des spores. Parce qu’on le trouve dans les déjec­tions animales, lorsqu’on le trouve en abon­dance dans une carotte sédi­men­taire on consi­dère souvent qu’il indique une forte présence de grands herbi­vores. Certains cher­cheurs consi­dèrent qu’une dimi­nu­tion de la présence de cham­pi­gnons et sa dispa­ri­tion du registre fossile signalent l’ex­tinc­tion de la méga­faune11.

Pourant Sporor­miella vit sur les excré­ments de beau­coup d’es­pèces animales, à la fois grandes et petites, y compris de mammi­fères et d’oi­seaux, d’her­bi­vores et même de certains carni­vores12. Son abon­dance est aussi affec­tée par des facteurs comme le climat et l’hy­dro­gra­phie. Ainsi, la seule présence de Sporor­miella dans le pollen ne peut pas nous four­nir d’in­for­ma­tion concer­nant les espèces qui étaient présentes, ou leur nombre.

Un manque de rigueur. Enfin, beau­coup d’es­pèces éteintes (qui ne consti­tuent souvent que des noms et des chiffres dans des docu­ments supplé­men­taires) ne sont pas assez sérieu­se­ment exami­nées. Cela a entraîné quelques erreurs malheu­reuses. Les auteurs d’au moins deux études 4,13 ont par exemple affirmé qu’Homo sapiens avait causé l’ex­tinc­tion de marsu­piaux géants comme Eury­zy­goma dunense et Euowe­nia grata. Seule­ment, ceux-là se sont éteints des millions d’an­nées avant l’ap­pa­ri­tion d’Homo sapiens : on ne les retrouve qu’au Plio­cène, la période qui s’étend entre il y a 5,3 et 2,6 millions d’an­nées. Une autre étude14 suggé­rait que le genre Macro­pus s’était éteint en Austra­lie il y a 40 000 ans. Seule­ment, le genre Macro­pus existe encore aujourd’­hui : il comprend les kangou­rous actuels.

Des défi­ni­tions arbi­traires. On consi­dère habi­tuel­le­ment que la méga­faune corres­pond aux verté­brés terrestres du quater­naire de plus de 44 kg. Il s’agit d’une défi­ni­tion essen­tiel­le­ment arbi­traire. D’ailleurs, dans certains cas, la « méga­faune » n’a rien de méga. Elle pour­rait par exemple prendre en compte des verté­brés terrestres éteints, qui étaient plus grands que leurs cousins encore en vie, mais qui pesaient beau­coup moins que 44 kg. Une espèce éteinte il y a envi­ron 100 000ans, qui était proche de l’échidné d’Aus­tra­lie — Mega­libg­wi­lia ramsayi — est consi­dé­rée comme faisant partie de la méga­faune, alors qu’elle ne pesait qu’en­vi­ron 15 kg.

En d’autres termes, la méga­faune est très diver­si­fiée biolo­gique­ment et écolo­gique­ment, plusieurs espèces sont sépa­rées les unes des autres par des centaines de millions d’an­nées d’évo­lu­tion. Les cher­cheurs ne devraient donc pas s’at­tendre à ce que toutes les espèces qui consti­tuent la méga­faune répondent de la même manière aux chan­ge­ments de leur envi­ron­ne­ment — que ces chan­ge­ments soient d’ori­gines anthro­pique ou clima­tique.

Une meilleure voie

Nous pensons que tant que la chro­nique de fossiles restera pauvre, comprendre ce qui a préci­pité l’ex­tinc­tion des grands animaux, au cours des 100 000 dernières années, néces­si­tera une analyse détaillée du cas de chaque espèce. Cela implique de trou­ver de nouveaux fossiles et de véri­fier les âges esti­més des spéci­mens trou­vés par le passé — à l’aide de multiples échan­tillon­nages, ou en re-datant les spéci­mens des musées à l’aide des dernières méthodes de data­tion.

Nous devons égale­ment prendre en compte toutes les infor­ma­tions paléoen­vi­ron­ne­men­tales dispo­nibles afin de bien comprendre la paléo­éco­lo­gie de chaque espèce et de son écosys­tème. Afin de recons­truire le régime alimen­taire d’un animal, les cher­cheurs peuvent utili­ser les analyses d’iso­topes stables de l’émail dentaire. Les échan­tillons de pollens peuvent indiquer la végé­ta­tion locale de l’époque. La géochi­mie des forma­tions alen­tours, comme les stalag­mites, peuvent four­nir des indi­ca­tions concer­nant le climat local de l’époque. Les chan­ge­ments de nature des sédi­ments dépo­sés dans le lit d’un ruis­seau proche, ou dans une dune de sable, peuvent nous indiquer des chan­ge­ments dans le paysage local de l’époque. Et ainsi de suite. Les registres des paléo­tem­pé­ra­tures mondiales ne sont que des guides gros­siers en ce qui concerne les chan­ge­ments clima­tiques et envi­ron­ne­men­taux à l’échelle locale.

Pour chaque espèce, les enquê­teurs devront aussi essayer d’ac­qué­rir une compré­hen­sion claire de l’am­pleur des popu­la­tions humaines qui les envi­ron­naient, et de leurs inter­ac­tions. Cela pour­rait être obtenu en analy­sant les échan­tillons d’ADN extraits des restes humains anciens, par exemple, ou en étudiant les dépôts (tertres) de déchets domes­tiques.

Une étude publiée plus tôt cette année combi­nait de nouvelles méthodes de data­tion avec des analyses chimiques des os de l’ours des caverne (Ursus spelaeus), afin de montrer que son régime herbi­vore était resté inchangé jusqu’à sa dernière appa­ri­tion en Europe il y a 23 500 ans15. De plus, les marques de découpe sur ses os ont révélé que certains de ces animaux étaient chas­sés par des humains. Et des cher­cheurs ont lié la morpho­lo­gie de l’an­ti­lope éteinte d’Afrique de l’Est Dama­lis­cus hypso­don aux prai­ries sèches et ouvertes qu’elle habi­tait, afin de déter­mi­ner les causes de sa dispa­ri­tion et de celle de ces prai­ries16.

Les fossiles de la méga­faune peuvent désor­mais être datés d’une manière bien plus effi­cace et précise — y compris ceux d’ani­maux ayant existé il y a plusieurs centaines de milliers d’an­nées. Et ce grâce à de nombreuses avan­cées, comme la data­tion par l’ura­nium-thorium ou la méthode de data­tion par réso­nance de spin élec­tro­nique (ESR). D’autres tech­niques émer­gentes, comme l’ex­trac­tion et l’ana­lyse d’ADN ancien, peut nous four­nir des infor­ma­tions concer­nant les chan­ge­ments de popu­la­tion d’es­pèces éteintes. Plusieurs études ont eu recours à de telles approches pour montrer que les popu­la­tions de certains taxons, depuis le grand cerf des tour­bières (Mega­lo­ce­ros gigan­teus)17 jusqu’au bison des steppes (Bison pris­cus)18 ont chuté il y a plusieurs milliers d’an­nées avant leur extinc­tion, appa­rem­ment à cause d’une dété­rio­ra­tion de leurs climats locaux et de leurs habi­tats respec­tifs.

D’au­cuns diront que nous sommes réfrac­taires au chan­ge­ment, trou­vons ainsi une nouvelle raison de s’inquié­ter du déclin des sciences de terrain à l’ère digi­tale19. Mais ce n’est pas la modé­li­sa­tion qui nous pose problème. Avec de bonnes données, les modé­li­sa­tions pour­raient nous four­nir des infor­ma­tions cruciales concer­nant les chan­ge­ments à grande échelle et la nature d’en­semble des inter­ac­tions entre les humains et d’autres gros animaux, à mesure que les humains quit­taient l’Afrique. Plus de données, de meilleure qualité, peuvent être obte­nues grâce au travail de terrain et à une analyse rigou­reuse des fossiles.

Gilbert J. Price, Julien Louys, J. Tyler Faith, Eline Loren­zen & Michael C. Westa­way


Traduc­tion : Nico­las Casaux

Comments to: Des diffi­cul­tés à percer les mystères de l’ex­tinc­tion de la méga­faune (par Gilbert J. Price et coll.)

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