La génétique relie les « éléphants fantômes » d’Angola à des populations situées à des centaines de kilomètres

La quête d’une décennie dans les hauts plateaux angolais

Depuis plus d’une décennie, le biologiste de la conservation Steve Boyes, explorateur pour le National Geographic, recherchait des éléphants fantômes. Ces géants nocturnes faisaient l’objet de rumeurs voulant qu’ils parcourent une zone humide isolée de haute altitude dans l’est de l’Angola, nommée Lisima Ly Mwono. Lorsqu’une caméra à détecteur de mouvement a finalement capturé leur image en 2024, une équipe scientifique a pris le relais. Un rapport rédigé par Chelcey Adami pour l’institution de l’Stanford University explique comment Steve Boyes s’est tourné vers ces chercheurs pour savoir qui sont ces éléphants et d’où ils viennent.

Ces pachydermes présentent des particularités fascinantes : ils sont plus grands que les autres animaux de la région, vivent la nuit et n’ont été aperçus que par les habitants locaux. Steve Boyes avance la théorie selon laquelle ils pourraient être les descendants vivants du plus grand mammifère terrestre jamais enregistré. Ce spécimen, un éléphant nommé Henry, a été abattu en Angola dans les années 1950 et ses restes se trouvent aujourd’hui au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution.

Pour percer ce mystère, les scientifiques ont analysé l’ADN extrait des excréments d’éléphants. Les travaux génomiques ont été dirigés par Dmitri Petrov, professeur titulaire de la chaire Michelle et Kevin Douglas à la School of Humanities and Sciences. Le chercheur résume cette avancée technologique en expliquant : « L’ADN est la molécule de la vie, et les gens ont compris comment la lire de plus en plus vite. C’est très puissant. »

Une équipe pluridisciplinaire au service de la nature

L’origine de ce vaste projet scientifique repose sur la collaboration d’une équipe aux compétences variées. Steve Boyes a apporté ce qu’il avait, c’est-à-dire des échantillons d’excréments, à Dmitri Petrov et à Katie Solari. Cette dernière occupe le poste de chercheuse principale au sein du laboratoire Petrov et de directrice associée du programme de génomique de la conservation à Stanford. Le laboratoire Petrov réunit des biologistes, des physiciens et des mathématiciens qui utilisent des outils génomiques pour étudier l’adaptation évolutive.

La constitution de cette équipe a été facilitée par des connexions antérieures. Jordana Meyer, ancienne chercheuse de Stanford, agit en tant que chercheuse principale sur le projet et représente le lien clé qui a amené ces travaux au laboratoire Petrov. Ellie Armstrong, une autre ancienne chercheuse de l’université, a également contribué à ces recherches fondamentales.

Cette quête scientifique et l’aventure humaine qui l’accompagne font l’objet d’un nouveau documentaire produit par le National Geographic et réalisé par Werner Herzog. Le film suit Steve Boyes lors de son expédition vers la zone humide de Lisima Ly Mwono. Le site est si difficile d’accès que l’équipe a dû porter des motos à travers les rivières pour y parvenir.

L’innovation par des méthodes non invasives

Dans les laboratoires, l’équipe a appliqué des méthodes de pointe pour traiter les prélèvements. Les échantillons ont été placés dans un broyeur à billes, connu sous le nom de bead basher, une machine qui brise les cellules pour libérer l’ADN. Ensuite, l’ADN extrait a été envoyé à une machine de séquençage capable de lire l’ensemble du génome. Katie Solari souligne l’importance de cette approche en déclarant : « C’était un très bon exemple d’utilisation d’échantillons non invasifs parce que vous ne pouvez même pas voir l’animal. Le mieux que nous puissions faire est d’obtenir leurs excréments et d’y appliquer toutes nos techniques génomiques pour obtenir des informations au niveau tissulaire. »

Dmitri Petrov et Katie Solari ont testé ce processus sur différents mammifères, principalement en Afrique. Ils ont découvert que si un échantillon fécal est suffisamment frais, les scientifiques peuvent obtenir la couche externe de mucus, qui peut se comporter de manière très similaire à un échantillon de tissu. Katie Solari précise cette dynamique : « Espérons que cet échantillon contient plus d’ADN d’éléphant que les autres éléments présents dans un échantillon fécal, qui va inclure de l’ADN de leur alimentation, de leur microbiome et de parasites. »

Cette méthode ouvre des voies multiples pour l’étude d’espèces discrètes. Katie Solari a utilisé la même approche basée sur l’ADN fécal pour compter les léopards des neiges au Pakistan, une autre espèce trop insaisissable pour être étudiée uniquement par l’observation. Dans un registre similaire, des scientifiques de Stanford ont mené des recherches en utilisant l’ADN environnemental à la réserve biologique de Jasper Ridge, connue sous le nom de ‘Ootchamin ‘Ooyakma. Cet espace offre un laboratoire vivant unique et facile d’accès. L’ADN environnemental, ou eDNA, est le matériel génétique rejeté par les organismes dans l’eau, le sol ou l’air, et il sert d’outil non invasif pour la surveillance écologique.

Des origines surprenantes et une génétique distincte

Une fois le génome des éléphants fantômes obtenu, l’équipe a partagé les données avec Carla Hoge, boursière postdoctorale à l’Université de Chicago dans le laboratoire de John Novembre, afin de le comparer aux séquences d’autres éléphants. Un obstacle est rapidement apparu. Katie Solari raconte : « Étonnamment, lorsque nous avons commencé ce projet, il n’y avait pas beaucoup d’informations génétiques disponibles pour les éléphants. Il y avait quelques individus captifs qui avaient été séquencés et ne sont pas utiles pour ce cas d’utilisation. » L’ascendance d’origine des éléphants captifs est généralement inconnue, ce qui rendait ces données caduques pour déterminer d’éventuels liens de parenté.

Pour pallier ce manque, Jordana Meyer et Katie Solari ont passé des mois à collecter des échantillons de sang et de tissus provenant d’autres populations d’éléphants sauvages dans la région où le tournage a eu lieu. Les résultats ont surpris tout le monde. Les éléphants fantômes sont génétiquement distincts de toute population précédemment séquencée. Katie Solari détaille ces trouvailles : « Les analyses de Carla ont montré que les éléphants fantômes sont en fait assez distincts de tout ce pour quoi nous avons un séquençage. Nous avons pu dire qu’ils sont génétiquement plus similaires aux éléphants de Namibie, plutôt qu’à ceux du delta de l’Okavango au Botswana, ce qui est surprenant. » Cette parenté lointaine avec des individus situés à des centaines de kilomètres au sud bouleverse les hypothèses initiales.

L’analyse fécale a offert d’autres données précieuses, permettant à Carla Hoge d’identifier chaque individu, de déterminer le sexe et de voir si les éléphants étaient directement liés. Dmitri Petrov se réjouit de ces avancées : « Le fait que nous puissions voir des individus distincts est vraiment important. C’est une méthode très établie, que nous utilisons maintenant pour comprendre la taille de la population. C’est formidable que nous puissions obtenir toutes ces informations sans jamais déranger les animaux. » Cependant, les scientifiques n’ont pas pu lier de manière concluante les éléphants fantômes au célèbre Henry. Les seules données génétiques solides dont ils disposent concernant Henry sont mitochondriales, c’est-à-dire un ADN transmis uniquement par la mère, et elles ne montrent aucun lien. Katie Solari indique que de nouvelles données sont à venir pour trancher cette question.

Croisement entre l’art, la science et la conservation

Au-delà de la résolution de l’énigme des éléphants de l’Angola, la question de la préservation demeure l’objectif ultime de ces travaux. La capacité d’observer à distance fournit une arme indispensable pour sauvegarder la biodiversité. Dmitri Petrov poursuit sur ce point : « Beaucoup de ces populations sur lesquelles nous travaillons sont en voie de disparition, la question de la conservation devient centrale. Nous essayons de comprendre comment nous pouvons aller dans la nature et apprendre comment ces écosystèmes fonctionnent pour qu’en fin de compte nous puissions les protéger. »

L’aspect narratif du projet a particulièrement séduit l’équipe, qui a eu l’occasion de collaborer avec le département des études cinématographiques et médiatiques lors d’une projection du film sur le campus en octobre dernier. L’événement comprenait une table ronde avec Werner Herzog, Dmitri Petrov, Katie Solari et Pavle Levi, professeur titulaire de la chaire Osgood Hooker en beaux-arts. Cette discussion a réuni des scientifiques et des artistes autour de la croisée entre la narration et les données. Dmitri Petrov souligne la beauté de cet échange : « Cela a ajouté de la poésie à l’ensemble du processus. Je pense qu’il y a très peu d’endroits où vous pourriez avoir cette conversation ailleurs qu’ici à Stanford. »

Le documentaire fige un instant précis, mais la recherche suit son cours et de nombreuses questions subsistent. Les scientifiques cherchent notamment à comprendre pourquoi les éléphants fantômes semblent venir de Namibie plutôt que d’une zone plus proche des hauts plateaux de l’Angola. Chaque nouvelle donnée apporte son lot d’interrogations inédites, une dynamique inhérente au travail de laboratoire. Dmitri Petrov résume cette perspective en concluant : « Vous résolvez un puzzle, et un autre puzzle apparaît, et ensuite nous résolvons celui-là. C’est amusant. »

Selon la source : phys.org