Les éléphants fantômes d’Angola reliés à la Namibie

Des analyses d’ADN extraites de crottes d’éléphants ont montré que les éléphants vivant en altitude en Angola appartiennent à une lignée génétique distincte, liée à des éléphants de Namibie.

Depuis plus de dix ans, le biologiste de la conservation Steve Boyes traquait des signalements d’« éléphants fantômes », des géants nocturnes censés vivre dans une zone humide isolée du haut plateau, dans l’est de l’Angola. En 2024, une caméra à capteur de mouvement les a enfin photographiés. Boyes a alors demandé à des scientifiques de Stanford de répondre à une question plus profonde : qui sont ces éléphants, et d’où viennent-ils ?

L’ADN récupéré dans des excréments a livré une réponse inattendue. Les éléphants fantômes sont génétiquement différents de toute population déjà séquencée, et leur correspondance connue la plus proche se trouve avec des éléphants de Namibie, à plusieurs centaines de miles au sud.

Dmitri Petrov, titulaire de la chaire Michelle and Kevin Douglas à la School of Humanities and Sciences, a dirigé l’analyse génomique. « L’ADN est la molécule de la vie, et les gens ont trouvé comment le lire de plus en plus vite », a déclaré Petrov. « C’est très puissant. »

La quête de ces éléphants et la science de Stanford qui l’accompagne figurent dans un nouveau documentaire de National Geographic réalisé par Werner Herzog. Le film suit Boyes, National Geographic Explorer, lors de son voyage jusqu’à Lisima Ly Mwono, une zone humide d’altitude si isolée que l’équipe a dû porter des motos à travers des rivières pour y parvenir.

Ces éléphants sont plus grands que les autres de la région, actifs la nuit, et n’étaient jusque-là connus que par des observations locales. Boyes pense qu’ils pourraient être les descendants vivants du plus grand mammifère terrestre jamais recensé, un éléphant nommé « Henry », abattu en Angola dans les années 1950 et dont les restes se trouvent au Smithsonian National Museum of Natural History.

Boyes a apporté des échantillons de crottes à Petrov et à Katie Solari, scientifique principale au Petrov Lab et directrice adjointe du Program for Conservation Genomics à Stanford. Le Petrov Lab réunit des biologistes, des physiciens et des mathématiciens qui utilisent des outils génomiques pour étudier l’adaptation évolutive. Jordana Meyer, ancienne chercheuse de Stanford et scientifique principale du projet, a joué le rôle de lien essentiel qui a conduit ces travaux au Petrov Lab. Ellie Armstrong, elle aussi ancienne chercheuse de Stanford, a également contribué.

Dans le laboratoire, les chercheurs ont placé les échantillons dans un « bead basher », une machine qui ouvre les cellules pour libérer l’ADN. L’ADN extrait a ensuite été envoyé vers une machine de séquençage capable de lire le génome complet. « C’était un très bon exemple d’utilisation d’échantillons non invasifs, parce qu’on ne voit même pas l’animal », a expliqué Solari. « Le mieux que nous puissions faire, c’est récupérer leurs fèces puis déployer toutes nos techniques génomiques pour obtenir des informations au niveau du tissu. »

Petrov et Solari perfectionnent cette méthode sur différents mammifères, principalement en Afrique. Leurs travaux ont montré que lorsqu’un échantillon fécal est suffisamment frais, les scientifiques peuvent prélever la couche externe de mucus, qui peut fonctionner un peu comme un échantillon de tissu.

« En espérant que cet échantillon contienne plus d’ADN d’éléphant que les autres éléments présents dans une fèce, qui incluront aussi de l’ADN de leur alimentation, du microbiome et des parasites », a expliqué Solari.

Une fois le génome des éléphants fantômes obtenu, l’équipe a transmis les données à Carla Hoge, chercheuse postdoctorale à l’université de Chicago, dans le laboratoire de John Novembre, afin qu’elle les compare à des séquences d’autres éléphants. L’exercice s’est vite heurté à une limite. « Étonnamment, quand nous avons commencé ce projet, il n’existait pas beaucoup d’informations génétiques disponibles pour les éléphants », a indiqué Solari. « Quelques individus captifs avaient été séquencés, mais ils ne sont pas utiles pour ce cas d’usage. »

Comme l’origine ancestrale des éléphants captifs est souvent incertaine, Petrov et Solari avaient besoin de données génomiques provenant de populations sauvages proches des éléphants fantômes pour déterminer si les groupes étaient apparentés. Meyer et Solari ont passé des mois à collecter des échantillons de sang et de tissus sur d’autres éléphants de la région où le documentaire a été tourné afin de mener la comparaison à terme.

« Les analyses de Carla ont montré que les éléphants fantômes sont en réalité assez distincts de tout ce pour quoi nous avons des séquences », a déclaré Solari. « Nous avons pu établir qu’ils sont génétiquement plus proches des éléphants de Namibie que de ceux du delta de l’Okavango, au Botswana, ce qui est surprenant. »

Les chercheurs n’ont pas pu démontrer de lien génétique entre les éléphants fantômes et Henry. À ce stade, la seule preuve génétique solide provenant de Henry est l’ADN mitochondrial, transmis uniquement par la mère, et il ne le relie pas aux éléphants fantômes. Solari a indiqué que des données supplémentaires pourraient un jour permettre de trancher la question.

Les échantillons de crottes des éléphants fantômes ont déjà apporté davantage que des indices sur leur ascendance. Ils ont permis à Hoge d’identifier des individus, de déterminer leur sexe et d’évaluer si certains étaient étroitement apparentés.

« Le fait que nous puissions voir des individus distincts est vraiment important », a déclaré Petrov. « C’est une méthode très établie, que nous utilisons désormais pour comprendre la taille de la population. C’est formidable de pouvoir obtenir toutes ces informations sans jamais déranger les animaux. »

« Beaucoup des populations sur lesquelles nous travaillons sont menacées, donc la question de la conservation devient centrale », a-t-il poursuivi. « Nous essayons de comprendre comment aller dans la nature et apprendre le fonctionnement de ces écosystèmes afin de pouvoir, au final, les protéger. » Solari a appliqué la même méthode d’ADN fécal pour compter les léopards des neiges au Pakistan, une autre espèce discrète qu’il est difficile d’étudier uniquement par l’observation.

Des scientifiques de Stanford ont aussi utilisé l’ADN environnemental, ou eDNA, dans des recherches connexes au Jasper Ridge Biological Preserve (‘Ootchamin ‘Ooyakma), un laboratoire vivant accessible. L’eDNA est le matériel génétique que les organismes laissent dans l’eau, le sol ou l’air, et il offre un moyen non invasif de surveiller les écosystèmes.

Petrov a dit avoir apprécié la dimension narrative du projet, ainsi que l’occasion de travailler avec le Film and Media Studies Department lors d’une projection du film sur le campus en octobre dernier. La séance comprenait une table ronde avec Herzog, Petrov, Solari et Pavle Levi, titulaire de la chaire Osgood Hooker Professor in Fine Arts.

Selon Petrov, cette discussion a offert aux scientifiques et aux artistes l’occasion de réfléchir à la rencontre entre les données et le récit. « Cela a ajouté de la poésie à l’ensemble du processus », a-t-il dit. « Je pense qu’il existe très peu d’endroits où l’on pourrait avoir cette conversation autrement qu’ici, à Stanford. »

Le film documente une étape du travail, mais les questions scientifiques restent ouvertes. Les chercheurs veulent toujours comprendre pourquoi les éléphants fantômes semblent remonter à la Namibie plutôt qu’à une population plus proche des hauts plateaux angolais. « Vous résolvez une énigme, puis une autre apparaît, et ensuite nous résolvons celle-là », a déclaré Petrov. « C’est amusant. »