samedi, 4 février 2023

Comment nous avons percé le mystère des œufs géants préhistoriques d’Australie

C’est une longue histoire d’investigateur australien. À partir des années 1980, les scientifiques ont découvert des fragments de coquilles d’œufs et, à de rares occasions, des œufs entiers, exposés dans des dunes en érosion dans la zone aride du pays (qui couvre la majeure partie de la masse continentale australienne).

Une proportion de coquilles correspondait aux œufs pondus par émeus, mais le reste appartenait à une espèce mystérieuse. Les chercheurs ont d’abord reconnu que les coquilles d’œufs appartenaient à un oiseau géant éteint appelé Genyornis. Cependant, plus récemment, un groupe de scientifiques a contesté ce point de vue.

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Avec l’aide d’une application logicielle d’intelligence artificielle , notre groupe a en fait maintenant résolu ce débat clinique, montrant que Genyornis était sans aucun doute l’oiseau qui a pondu ces œufs. Avec des associés basés dans le monde entier, nous avons publié les résultats dans les procédures de l’Académie nationale des sciences.

Genyornis était un oiseau incapable de voler entre 2 mètres et 2,5 mètres de haut qui, comme bientôt parcouru la masse continentale australienne. Les morceaux de coquille d’œuf sont une source importante de preuves sur cet animal disparu, il est donc crucial d’être précis sur l’identité de l’oiseau qui les a pondus.

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Certains des fragments de coquillages ont 400 000 ans, tandis que les plus jeunes ont à voir avec 50 000 ans. Des travaux antérieurs ont montré que certaines des plus jeunes coquilles d’œufs avaient en fait été brûlées, mais pas de la même manière qu’un feu de forêt le ferait. Au lieu de cela, des tests scientifiques indiquent que les humains cuisent les œufs pour se nourrir.

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La durée pendant laquelle Genyornis la disparition des coquillages (il y a 50 000 ans) coïncide avec ce que l’on pense être la toute première arrivée d’humains en Australie. La découverte soulève donc la possibilité que nos types aient contribué à son extinction.

Réduire les perspectives

Les morceaux de coquille d’œuf ont été reconnus pour la première fois par Dom Williams, géologue et paléontologue des vertébrés de l’Université Flinders à Adélaïde, en 1981. Il a fait valoir que les fragments provenaient de Genyornis, qui provenait d’un groupe de créatures éteintes connues sous le nom d’oiseaux-tonnerre.

Dans les années 1990, un groupe composé de John Magee, de l’Australian National University, et Gifford Miller, l’un des auteurs de cet article, ont fourni des dates d’entreprise pour des fragments de coquillages similaires rassemblés sur des milliers de sites de zones arides. Genyornis était l’un des nombreux grands animaux – connus sous le nom de « mégafaune » – qui se promenaient autrefois en Australie et qui ont disparu à peu près au même moment. Les travaux de Miller, Magee et d’autres ont épinglé une date précise d’il y a 50 000 ans à cette occasion d’extinction.

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Un œuf presque total pondu par l’oiseau éteint Genyornis. Image Merci à Gifford Miller

L’association des coquilles d’œufs avec Genyornis a été largement acceptée à partir des années 1980 jusqu’à tout récemment, lorsqu’elle a été contestée par un groupe de scientifiques de l’Université Flinders en Australie. Sur la base de la taille et de la structure des coquilles d’œufs, ils ont plaidé pour différentes mamans et papas. Leur prospect préféré était le Progura, un parent éteint de 10 kg d’oiseaux modernes tels que la dinde des broussailles et la malleefowl.

Les oiseaux vivants appartenant à ce groupe, connus sous le nom de mégapodes, construisent de la terre monticules pour incuber leurs œufs. Le débat scientifique a été combattu dans des revues scolaires, sans qu’aucune des parties ne le cède.

Poursuivre une option

Tentant de trouver une solution, des chercheurs qui pensaient que les œufs provenaient de Genyornis se sont appuyés sur l’ADN. Malgré l’extraction efficace des informations héréditaires des œufs de l’oiseau Moa éteint de Nouvelle-Zélande, l’innovation avancée en matière de séquençage de l’ADN a fait un blanc dans ce cas. Les molécules étaient trop dégradées après 50 000 ans sous le chaud soleil australien.

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Protéines : les éléments constitutifs moléculaires de cellules – peuvent offrir des informations similaires et peuvent durer plus longtemps que l’ADN. Dans notre étude, nous avons utilisé une stratégie appelée racémisation des acides aminés pour identifier les morceaux de coquille avec les protéines les mieux conservées.

Dans le cadre de ce travail, notre groupe a pu récupérer des séries partielles de protéines de l’Australian coquilles d’œufs. Nous avons ensuite utilisé une application logicielle appelée AlphaFold, du laboratoire d’IA appartenant à DeepMind, pour créer des structures anticipées pour les particules – la toute première fois que cela a été fourni pour des protéines anciennes.

Deux personnes, Matthew Collins et Beatrice Demarchi, ont contacté la tâche Bird 10,000 Genomes (B10K). Cela s’est fixé l’objectif ambitieux de séquencer les génomes de toutes les espèces d’oiseaux.

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Membre de la tâche B10K Josefin Stiller a pris la série de protéines reconstruites et les a placées dans un « arbre ancestral » montrant comment les protéines varient entre les espèces d’oiseaux. Les protéines étaient suffisantes pour gérer la position des œufs secrets dans les branches profondes de cet arbre de séquences protéiques, mais pas suffisamment diagnostiques pour reconnaître distinctement ce qu’était l’oiseau maman et papa.

Néanmoins, comme détaillées dans notre dernier article, les séquences de protéines ont pu éliminer de manière concluante que la mère et le père étaient un mégapode. Comme il n’y a pas d’autres oiseaux potentiels, nous avons conclu – comme Williams l’avait proposé pour la première fois dans les années 1980 – que les coquilles d’œufs appartenaient à Genyornis.

Cela signifie que nous pouvons avec confiance interpréter d’autres preuves enfermées dans les coquilles avec des implications sur la façon dont Genyornis a disparu et pourquoi les émeus qui ont vécu avec lui ont survécu.

Mangeur difficile

Isotopes sont différentes formes d’aspects chimiques qui peuvent enregistrer des informations sur des facteurs tels que le régime alimentaire et l’environnement. Les isotopes de carbone dans les fragments de coquille d’œuf fournissent des informations sur le régime alimentaire des oiseaux et révèlent que Genyornis était un mangeur plus difficile que l’émeu. Les isotopes de l’oxygène peuvent être utilisés pour suivre l’aridité et révéler que les conditions étaient progressivement sèches au moment où les coquilles d’œufs de Genyornis disparaissent.

Dans des travaux antérieurs, Miller et ses associés ont analysé exactement les mêmes isotopes dans coquilles d’œufs d’émeu tout au long de la fenêtre temporelle de l’extinction de Genyornis et a constaté que les pelouses de la saison estivale disparaissent brusquement des régimes alimentaires des oiseaux. Cela fait suite à une réduction remarquable des pluies de mousson.

Ces résultats suggèrent que Genyornis était actuellement plutôt vulnérable à un environnement changeant, mais un autre facteur aurait pu s’avérer essentiel à son destin suprême.

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Lorsqu’il est associé à l’absence de preuve de squelettes de Genyornis pour la prédation directe, le les coquilles d’œufs carbonisées suggèrent que – comme c’est si typique dans d’autres endroits de la planète – la pression humaine a probablement été un facteur qui a finalement conduit ces oiseaux remarquables à l’extinction.

Matthew James Collins, professeur de paléoprotéomique, Université de Cambridge ; Beatrice Demarchi, enseignante partenaire, Università di Torino, et Gifford Miller, professeur émérite de sciences géologiques, University of Colorado Stone

Cet article est republié de La Discussion sous licence Creative Commons. Lisez l’article original.

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