Des chercheurs ont détecté des molécules métaboliques préservées dans des os datant d'il y a 1,3 à 3 millions d'années, éclairant les régimes alimentaires, la santé et les environnements des animaux préhistoriques. Les découvertes, issues de sites en Tanzanie, au Malawi et en Afrique du Sud, indiquent des conditions plus chaudes et humides qu'aujourd'hui. Un fossile montre même des traces d'un parasite qui affecte encore les humains.
Des scientifiques dirigés par Timothy Bromage, professeur au NYU College of Dentistry, ont mis au point une nouvelle méthode pour analyser les métabolites — molécules issues de la digestion et d'autres processus corporels — préservés dans des os fossilisés. Ces os, datant de 1,3 à 3 millions d'années, proviennent d'animaux de régions associées à l'activité humaine ancienne, dont la Tanzanie, le Malawi et l'Afrique du Sud. L'équipe a examiné des restes de rongeurs comme des souris, des écureuils terrestres et des gerbilles, ainsi que des espèces plus grandes telles que des antilopes, des porcs et des éléphants.
À l'aide de la spectrométrie de masse, les chercheurs ont identifié des milliers de métabolites correspondant à ceux d'espèces modernes. Ces indices révèlent une biologie normale, comme la dégradation des acides aminés et le traitement des vitamines, et même des indicateurs de sexe via des marqueurs liés aux œstrogènes, suggérant que certains animaux étaient femelles.
Une découverte notable provient d'un os d'écureuil terrestre dans l'Olduvai Gorge en Tanzanie, âgé d'environ 1,8 million d'années. Il contenait un métabolite unique à Trypanosoma brucei, le parasite responsable de la maladie du sommeil, transmis par les mouches tsé-tsé. «Ce que nous avons découvert dans l'os de l'écureuil est un métabolite unique à la biologie de ce parasite, qui libère le métabolite dans le sang de son hôte. Nous avons aussi observé la réponse anti-inflammatoire métabolomique de l'écureuil, vraisemblablement due au parasite», a expliqué Bromage.
Les preuves alimentaires indiquaient des plantes comme l'aloès et l'asperge dans les environnements des animaux. Pour l'écureuil, les métabolites d'aloès indiquaient des conditions spécifiques : températures plus chaudes, précipitations plus abondantes et sol adapté. Globalement, les sites présentaient des paysages plus humides et chauds qu'actuellement, en accord avec des données géologiques antérieures — par exemple, les anciens bois et prairies d'eau douce d'Olduvai.
Bromage a noté le potentiel : «Utiliser des analyses métaboliques pour étudier les fossiles pourrait nous permettre de reconstruire l'environnement du monde préhistorique avec un niveau de détail inédit, comme si nous étions des écologues de terrain dans un milieu naturel aujourd'hui.» L'étude, publiée dans Nature, a impliqué des collaborateurs de NYU, de France, d'Allemagne, du Canada et des États-Unis, soutenue par la Leakey Foundation et le NIH.
Cette approche s'appuie sur la préservation du collagène dans les fossiles et pourrait améliorer la compréhension des écosystèmes anciens au-delà de l'analyse ADN.
