Chronologie de l’arrivée des bisons en Amérique du Nord au cours du Pléistocène

Publié le 18.12.2017

Le bison représente l’un des animaux les plus emblématiques du continent nord-américain, mais paradoxalement, les circonstances et la chronologie de son arrivée sur ce continent ne sont pas encore bien documentées.

Une équipe internationale s’est penchée sur cette question en combinant des approches paléontologiques et paléogénomiques [1]. La présence des bisons (Bison) venus d’Asie en passant par le détroit de Béring [2] a profondément bouleversé la faune des grands herbivores nord-américains qui était jusqu’alors constituée de mammouths (Mammuthus) et de chevaux (Equus).

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Bison d’Europe (Bison bonasus) d’apparence assez similaire à celle du bison des steppes (Bison priscus)
Crédit photo : Michael Gäbler
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Actuellement, le plus ancien site de la partie centrale des États-Unis qui comporte un élément fossilisé de bison se trouve près du lieu-dit « Snowmass », dans l’État du Colorado. La découverte d’un humérus révèle qu’il s’agirait de l’espèce Bison latifrons [3] qui présentait de très longues cornes et qui daterait d’environ 120 000 ans (Pléistocène supérieur). En ce qui concerne les plus hautes latitudes, dans la partie nord-ouest de l’Amérique du Nord, un site nommé Ch’ijee’s Bluff, situé précisément au niveau d’une des berges de la rivière Porcupine dans le Yukon (Canada), a livré un morceau de métacarpe. Il a été attribué à l’espèce Bison priscus [4], appelé couramment bison des steppes et daté de 130 000 ans (Pléistocène supérieur) environ, ce qui fait de ce fossile le plus vieux représentant des bisons connu à ce jour sur le continent nord-américain. Des fossiles de bisons sont fréquemment trouvés dans le Yukon, en Alaska ou en Sibérie et tous présentent des cornes de taille moyenne caractéristiques des bisons des steppes (Bison priscus). La découverte de bisons possédant de très grandes cornes à « Snowmass », dans le Colorado, atteste de la présence de bisons morphologiquement distincts dans la partie continentale de l’Amérique du Nord. Ces bisons à cornes géantes n’ont jamais été découverts dans des zones septentrionales comme le Yukon ou en Sibérie. Afin de résoudre cette énigme, les chercheurs ont isolé et séquencé les génomes mitochondriaux [5] de ces deux espèces (Bison priscus et Bison latifrons). Les résultats ont permis aux scientifiques d’estimer que ces bisons étaient des proches descendants des premiers bisons colonisateurs de l’Amérique du Nord. En effet, ces bisons partagent un ancêtre maternel commun daté d’environ 195 000 à 135 000 ans, ce qui correspond à une période glaciaire où le niveau des océans était bas et par conséquent le passage entre l’Asie et l’Amérique du Nord était possible par le détroit de Béring.

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Bison (Bison bison) d’Amérique du Nord
Crédit photo : Jack Dykinga
Domaine public

De la même manière, les chercheurs ont pu déterminer une deuxième vague colonisatrice qui serait intervenue aux alentours de la période de 45 000 à 21 000 ans, au cours de la dernière glaciation, toujours lors d’une phase de bas niveau marin pour les mêmes raisons d’ouverture du détroit. La similarité génétique constatée entre les lignées maternelles observées chez les premiers bisons septentrionaux et continentaux est un argument en faveur d’une rapide expansion des bisons à travers le continent nord-américain, au cours d’une période estimée à 20 000 ans après la première vague migratoire. Cela démontre aussi les rapides changements phénotypiques [6] constatés entre les bisons septentrionaux (Bison priscus et Bison alaskensis) rencontrés de la Sibérie au Yukon et les bisons à longues cornes (Bison latifrons) de la partie centrale des États-Unis. Contrairement à l’ADN mitochondrial [7], toutes les ressources génomiques de l’ADN nucléaire [8] ne sont malheureusement pas encore disponibles, il manque des échantillons de spécimens anciens bien conservés permettant de mieux comprendre les mécanismes génétiques de la remarquable variation phénotypique des premiers bisons nord-américains.

Dans cette étude, les approches paléontologiques et paléogénomiques ont été complémentaires afin de décrire la dynamique ainsi que la chronologie de l’arrivée du bison dans le Nouveau Monde. Sa dispersion rapide et son succès évolutif profitant de l’ouverture du détroit de Béring font de ces animaux l’une des lignées les mieux adaptées et les plus compétitives dans l’écosystème de l’Amérique du Nord, hormis, bien sûr, celle des hommes.

Ludovic Hamiaux, INIST-CNRS

[1]Lien vers le site Hominidés sur paléogénomique.

[2]Lien Wikipédia sur détroit de Béring.

[3]Lien Wikipédia sur Bison latifrons.

[4]Lien Wikipédia sur Bison priscus.

[5]Lien Wikipédia sur génome mitochondrial.

[6]Lien Wikipédia sur phénotype.

[7]Lien Wikipédia sur ADN mitochondrial.

[8]Lien Wikipédia sur ADN nucléaire.

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