Les isotopes du magnésium tracent les régimes alimentaires des mammifères

Dimanche, 21 décembre 2014

Une nouvelle étude sur un assemblage de mammifères de la forêt équatoriale du Gabon indique que les isotopes du magnésium sont particulièrement bien adaptés à déchiffrer le régime alimentaire des mammifères actuels, et utilisé en conjonction avec d'autres méthodes (telles que les isotopes de carbone), ouvre des perspectives pour l'étude des assemblages fossiles. Cette découverte est le résultat d'une collaboration internationale réunissant des chercheurs français, britannique et suisses. Le travail est publié dans les PNAS du 22 décembre.

Un groupe d’éléphants de forêt dans leur milieu naturel du Parc National de La Lopé, Gabon (crédits photo : Estel Sarroca). Reconstruire le régime alimentaire d’organismes éteints est un véritable défi. Les scientifiques utilisent une variété de méthodes, telles que la morphologie fonctionnelle, l'étude du contenu stomacal ou les traces d’abrasion de la surface des dents. Les méthodes géochimiques se sont également avérées utiles, mais les processus de fossilisation brouillent la composition chimique d’origine et rend d’autant plus problématique les interprétations des comportements alimentaires complexes.


La plupart des éléments chimiques existent sous des formes distinctes, les isotopes, caractérisés par des masses différentes. Par conséquent, tous les isotopes d'un élément se comportent différemment lors d'une réaction chimique. Les procédés biologiques tels que la digestion, la croissance cellulaire ou la production d'enzymes induisent des fractionnements isotopiques importants de divers éléments assimilés via l’alimentation. Ces processus contribuent à la notion que la composition des isotopes stables d'un organisme tend à refléter le régime alimentaire, donc : nous sommes ce que nous mangeons.

Il est maintenant bien établi que les systèmes isotopiques du carbone et de l'azote conservés dans le collagène de l’os nous renseigner sur le type de nourriture ingéré. Toutefois, en raison de la dégradation rapide de la matière organique durant la fossilisation, ces investigations sont limitées à un passé récent.

L'innovation réside dans l'exploration de la variabilité isotopique de l'un des principaux éléments qui composent la dent, la structure biologique la plus résistante dans tout le registre fossile. Dans cette étude, les dents d'un assemblage de mammifères de la forêt équatoriale du Gabon ont été purifiées pour en extraire les isotopes de magnésium. Les résultats montrent que les rapports isotopiques du magnésium 26Mg/24Mg augmente depuis les herbivores jusqu’aux consommateurs de niveau supérieurs. Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec d'autres paramètres géochimiques, ce nouvel outil sert de base solide pour reconstruire l'alimentation des mammifères.

De nombreux groupes fossiles n’ont pas d'analogues actuels et déduire leur régime alimentaire est loin d'être clair. L’utilisation des isotopes non-traditionnels (tels que le magnésium ou le calcium en conjonction avec les approches traditionnelles) ouvre de nouvelles perspectives pour notre compréhension de la façon dont ces organismes anciens interagissaient les uns avec les autres.

Source(s): 

Magnesium stable isotope ecology using mammal tooth enamel. Jeremy Martin a,b, Derek Vance c et Vincent Balter 1. Proceedings of the National Academy of Sciences
doi/10.1073/pnas.1417792112

a-Bristol Isotope Group, School of Earth Sciences, University of Bristol, U K;

b-Laboratoire de Géologie de Lyon :Terre, Planètes, et Environnement (CNRS/École Normale Supérieure de Lyon/Université Lyon 1 ;

C-Institute for Geochemistry and Petrology, Department of Earth Sciences, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich,

 

Contact

Jérémy Martin, Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS/ENS Lyon/Lyon 1)

jeremy [dot] martin [at] ens-lyon [dot] fr (jeremy [dot] martin [at] ens-lyon [dot] fr ; Tél 04 72 72 14 72 )

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