L’analyse chimique de la dent de Mastodon révèle les premières preuves de la migration annuelle d’un animal éteint

Il y a environ 13 200 ans, un mastodonte mâle migrateur est mort au cours d’une saison de reproduction sanglante avec un rival dans ce qui est aujourd’hui le nord-est de l’Indiana, à près de 100 miles de son territoire d’origine, selon la première étude documentant la migration annuelle d’un animal individuel. espèces disparues.

Un adulte de 8 tonnes, connu sous le nom de mastodonte de Buesching, a été tué lorsque son adversaire l’a poignardé au côté droit du crâne. La blessure mortelle a été découverte par des chercheurs lorsque des restes d’animaux ont été trouvés dans une ferme de tourbe près de Fort Wayne. en 1998.

Le nord-est de l’Indiana était probablement le terrain d’accouplement estival préféré de ce vagabond solitaire qui fait des tournées au nord de sa maison de la saison froide chaque année depuis trois ans, selon un article qui devrait être publié en ligne le 13 juin dans Actes de. Académie nationale des sciences.

L’étude montre également que le bœuf de Buesching a peut-être passé du temps à explorer le centre et le sud du Michigan, ce qui semble être approprié pour une créature dont le squelette moulé en fibre de verre grandeur nature est exposé au musée d’histoire naturelle de l’Université du Michigan à Ann Arbor.

“Le résultat unique de cette étude est que, pour la première fois, nous avons pu documenter la migration terrestre annuelle d’une espèce éteinte”, a déclaré Joshua Miller, paléoécologue à l’Université de Cincinnati.

“En utilisant de nouvelles techniques de modélisation et un ensemble puissant d’outils géochimiques, nous avons pu montrer que de grands mastodontes mâles comme Buesching migraient chaque année vers les aires de reproduction.”

Daniel Fisher, paléontologue de l’UM et co-responsable de l’étude, a participé aux fouilles du mastodonte de Buesching il y a 24 ans. Plus tard, il a coupé une mince plaque longitudinale au milieu d’une dent droite en forme de banane de 9,5 pieds de long avec une scie à ruban, qui est plus longue et mieux conservée que la gauche.

Cette plaque a été utilisée pour de nouvelles analyses isotopiques et biographiques qui ont permis aux chercheurs de reconstituer l’évolution des modes d’utilisation du paysage au cours de deux périodes importantes : l’adolescence et l’âge adulte ces dernières années. Selon des chercheurs, le mastodonte de Buesching est mort à l’âge de 34 ans dans une bagarre pour avoir accès à ses compagnons.

“Il y a une vie devant vous”, a déclaré Fisher, qui étudie les mastodontes et les mammouths depuis plus de 40 ans et a aidé à déterrer des dizaines de parents d’éléphants disparus.

“La croissance et le développement de l’animal, ainsi que l’histoire de l’utilisation des terres et du changement de comportement – toute cette histoire est capturée et stockée dans la structure et la composition du chien”, a déclaré Fisher, professeur de terre et d’environnement. Professeur de sciences, d’écologie et de biologie évolutive et conservateur du musée paléontologique de l’UM.

Les analyses de l’équipe ont montré que le mastodonte de Buesching était à l’origine situé dans le centre de l’Indiana. Comme les éléphants d’aujourd’hui, le jeune mâle est resté près de chez lui jusqu’à ce qu’il se sépare d’un troupeau dirigé par des juvéniles.

En tant qu’adulte solitaire, Buesching a voyagé plus loin et plus souvent, parcourant souvent près de 20 miles par mois, selon les chercheurs. Son utilisation du paysage variait également d’une saison à l’autre, y compris une expansion spectaculaire vers le nord dans une région estivale qui comprenait le nord-est de l’Indiana – des lieux d’accouplement prévus.

“Chaque fois que vous atteignez la saison chaude, le mastodonte de Buesching se rendait à plusieurs reprises au même endroit – bam, bam, bam -. La clarté de ce signal était inattendue et vraiment excitante”, a déclaré Miller, qui a utilisé un isotope similaire. techniques d’étude de la migration des caribous en Alaska et au Canada.

Sous le climat rigoureux du Pléistocène, la migration et d’autres formes d’utilisation saisonnière des terres étaient susceptibles d’être essentielles au succès reproducteur des mastodontes et d’autres grands mammifères. Cependant, selon une nouvelle étude, on sait peu de choses sur la façon dont leur étendue géographique et leur mobilité ont fluctué ou changé avec la maturité sexuelle.

Cependant, les méthodes d’analyse de la relation entre les différentes formes ou isotopes des éléments strontium et oxygène dans les dents anciennes aident les scientifiques à découvrir certains de ces secrets.

Les mastodontes, les mammouths et les éléphants modernes, qui appartiennent à un groupe de grands mammifères avec une souche flexible appelée probostides, ont des incisives supérieures allongées qui dépassent de leur crâne. À chaque année de vie, de nouvelles couches de croissance sont déposées sur les animaux existants, alternant entre des bandes claires et sombres.

Les couches de croissance annuelles de la dent ressemblent quelque peu aux cernes annuels de l’arbre, sauf que chaque nouvelle couche de dent se forme près du centre, tandis que la nouvelle croissance des arbres a lieu dans la couche cellulaire à côté de l’écorce. Les couches de croissance de la dent ressemblent à une pile inversée de cornets de crème glacée avec une heure de décès en bas et une date de naissance en haut.

Les mastodontes étaient des herbivores qui broutaient les arbres et les arbustes. Au fur et à mesure qu’ils grandissaient, les éléments chimiques contenus dans leur nourriture et leur eau potable étaient ajoutés à leurs tissus corporels, y compris les dents gracieusement effilées et en pleine croissance.

Dans une étude récemment publiée, les isotopes de strontium et d’oxygène dans les couches de croissance canine ont permis aux chercheurs de reconstituer les voyages de Buesching vers l’adolescence et l’âge adulte reproductif actif. Dès l’âge juvénile (pendant et après la sortie du troupeau matriarcal), 36 échantillons ont été prélevés et 30 échantillons des dernières années de vie ont été prélevés.

À l’aide d’un petit microscope, la cage a été broyée à une distance d’un demi-millimètre du bord des couches de croissance individuelles, chacune couvrant une période d’un à deux mois pendant la durée de vie de l’animal. La poudre formée au cours de ce processus de broyage a été collectée et analysée chimiquement.

Les rapports isotopiques du strontium dans la dent ont donné des empreintes géographiques qui ont été cartographiées à des emplacements spécifiques sur des cartes montrant comment le strontium change dans le paysage. Les valeurs des isotopes de l’oxygène, qui montrent des fluctuations saisonnières prononcées, ont aidé les chercheurs à déterminer la saison à laquelle une couche dentaire particulière s’est formée.

Étant donné que des échantillons d’isotopes de strontium et d’oxygène ont été prélevés dans les mêmes couches de croissance étroites, les chercheurs ont pu tirer des conclusions spécifiques sur les endroits où Buesching s’est rendu à différents moments de l’année et sur son âge à chaque voyage.

Les données isotopiques des tissus ont ensuite été entrées dans un modèle de mouvement spatialement clair développé par Miller et ses collègues. Ce modèle a permis à l’équipe d’évaluer la distance parcourue par l’animal et la probabilité de se déplacer entre les sites candidats, ce qui manquait dans les études précédentes sur le mouvement des animaux disparus.

“La géochimie des isotopes du strontium est un véritable outil de plus en plus important pour la paléontologie, l’archéologie, l’écologie historique et même la biologie médico-légale. Elle est en plein essor”, a déclaré Miller. “Mais en fait, nous venons de gratter ce que ces informations peuvent nous dire.”

Fisher et Miller ont déclaré que la prochaine étape de leur projet de recherche sur les mastodontes consiste à analyser les crocs d’un individu différent, soit un autre homme, soit une femme.

Autres auteurs PNAS étude de Brooke Crowley et Bledar Konom de l’Université de Cincinnati et Ross Secord du State Museum of Nebraska et de l’Université de Nebraska-Lincoln.

Les auteurs remercient Kent et Janne Buesching d’avoir fait don du mastodonte de Buesching à la recherche scientifique et d’avoir eu accès au spécimen du Indiana State Museum. Le soutien financier a été fourni par l’Université du Michigan, le Bureau de recherche de l’Université de Cincinnati, la Fondation Minihaha et la National Research Foundation (EAR-9628063).

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