Mammifères, plantes épineuses et histoire de la savane

L’évolution et la distribution des plantes épineuses permettent d’expliquer l’expansion de la savane africaine​

Les habitudes alimentaires des antilopes et de leurs semblables sont à l’origine, en partie du moins, de la création de la savane. C’est ce qui ressort d’une étude réalisée par une équipe internationale de chercheurs publiée au début de septembre 2016, dont les résultats jettent la lumière sur l’une des plus grandes énigmes de l’histoire écologique de la Terre. Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques ont travaillé à rebours : ils sont partis de leurs observations du monde tel que nous le connaissons aujourd’hui et ont remonté le temps. 

Vous avez peut-être déjà vu une photo ou un film où des gazelles se nourrissent en détachant délicatement des feuilles d’arbustes dont les branches sont couvertes d’épines longues de plusieurs centimètres. Les scientifiques ont pu jeter la lumière sur le passé en cartographiant la distribution et l’évolution des plantes épineuses dont les gazelles et leurs semblables se nourrissent encore aujourd’hui. 

Nouvelle technique pour mieux comprendre le passé

« Nous avons eu du mal à comprendre l’évolution des écosystèmes dans la savane, car les conditions qui permettent de préserver les fossiles d’animaux et de plantes sont très différentes les unes des autres », affirme Jonathan Davies, professeur de biologie à McGill, membre de l’équipe de recherche et expert en analyse phytogénétique. « Toutefois, en travaillant avec le Centre africain pour l’établissement de codes-barres génétiques de l’Université de Johannesburg, nous avons été en mesure de séquencer et de comparer l’ADN de près de 2 000 arbres, ce qui nous a permis de démontrer que les plantes africaines ne sont dotées d’épines que depuis 15 millions d’années environ. Or, c’est à peu près à cette époque qu’un nouveau type de mammifère, les antilopes et leurs semblables, s’est répandu sur le continent à la suite de la collision entre la plaque africaine et la plaque eurasiatique. »

Avant cette collision, le continent africain était dominé par la présence des énormes ancêtres des éléphants brouteurs et des damans, maintenant disparus. « Les éléphants étaient tellement gros qu’ils se déplaçaient lourdement en écrasant les arbres, de sorte que les épines ne constituaient qu’une piètre défense contre ces énormes pachydermes », explique l’auteur principal de l’étude, Tristan Charles-Dominique, de l’Université du Cap. « Toutefois, les antilopes qui sont apparues par la suite broutaient très efficacement en utilisant leurs babines pour détacher délicatement les feuilles de ces plantes. Il semble donc que les plantes ont développé des épines pour se protéger contre ces nouveaux "prédateurs". »

Évolution d’une défense épineuse

Cette étude a permis de comprendre qu’une véritable « course aux armements » s’est produite entre les plantes et les espèces phytophages au cours de l’évolution. L’arrivée sur le continent africain d’un groupe d’herbivores qui se régalaient de jeunes arbres forestiers a permis aux graminées de prendre peu à peu possession du territoire jadis occupé par les forêts anciennes. On a alors assisté à l’évolution des plantes épineuses, celles-ci développant des épines de plus en plus longues pour tenter de se protéger contre ces envahisseurs.

Selon William Bond, qui travaille également à l’Université du Cap, la disparition de grands mammifères comme les antilopes en raison de l’activité humaine pourrait avoir d’importantes répercussions sur le paysage africain, les savanes actuelles redevenant des massifs de végétaux sauvages ou des forêts.

Pour consulter l’article « Spiny plants, mammal browsers and the origin of the African savannas », par Tristan Charles-Dominique et coll. publié dans PNAS, visitez le www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1607493113.

Cette étude a été financée par : la Fondation Mellon, la Fondation Claude Leon, la Fondation nationale de la recherche de l’Afrique du Sud, Génome Canada, l’Institut de génomique de l’Ontario, le Centre de recherches pour le développement international, l’Analytical Facility de l’Université de Johannesburg et la Société royale.