Supporting Information
1.3. Comparaison avec les autres séquences d’ours anciens
Un autre génome mitochondrial complet d’ours des cavernes a été déposé dans la banque GenBank quelques mois après celui de la Grotte Chauvet-Pont d’Arc et publié la même année. L’échantillon étudié provient d’une grotte autrichienne (Gamssulzen) et a été daté à 44 000 ans BP (Krause et al., 2008). En parallèle, cette équipe a également étudié une autre espèce ursine disparue, l’ours à face courte, Arctodus simus, grâce à un calcaneum âgé de 22 000 ans, provenant de Eldorado Creek au Canada.
Leur approche a été différente de la nôtre car les auteurs ont choisi d’amplifier l’ADN ancien par deux étapes de PCR multiplex. La séquence obtenue sur l’ours des cavernes de Gamssulzen est très proche de celle de Chauvet-Pont d’Arc. En excluant la région composée d’un motif répété dans la région de contrôle mitochondrial, les deux séquences ne diffèrent qu’à 221 positions, ce qui est dû au fait que les deux ours appartenaient à des lignées différentes.
L’ours des cavernes et l’ours à face courte ne sont pas les seuls Ursidés à avoir été étudiés en ADN ancien. En effet, une mâchoire d’ours polaire, conservée dans le permafrost, a également fourni un génome mitochondrial complet (Lindqvist et al., 2010) . Cet échantillon est daté, sur des critères stratigraphiques à environ 110 000 à 130 000 ans, soit peu de temps après la séparation supposée de cette espèce des autres lignées d’ours bruns. Le génome mitochondrial a été séquencé en utilisant la méthode 454 de séquençage, avec une profondeur moyenne de lecture de 14.
Six génomes mitochondriaux d’ours bruns et polaires actuels supplémentaires ont été séquencés lors de cette étude pour connaître précisément les relations phylogénétiques au sein de ce clade.
Nous avons donc utilisé ces nouvelles séries de données (Krause et al., 2008; Lindqvist et al., 2010) pour vérifier si les conclusions auxquelles nous étions parvenus dans notre article étaient toujours valides.
Pour comparer la position phylogénétique des deux ours des cavernes, nous avons aligné les séquences mitochondriales d’ours actuels et éteints, disponibles dans la banque de données GenBank nt. Un arbre phylogénétique a été reconstruit par une méthode de maximum de
vraisemblance et une méthode bayesienne, en utilisant les paramètres décrits dans (Bon et al., 2008)
Figure 26 : Arbre phylogénétique utilisant les génomes mitochondriaux complets d’Ursidés actuels et éteints, enraciné avec les séquences de génomes mitochondriaux de panda. Les valeurs de probabilité a posteriori et de bootstrap maximales sont indiquées par une astérisque. Les caractères en gras indiquent les séquences publiées dans Bon et collaborateurs. (Bon et al., 2008)
Cet arbre phylogénétique (Figure 26) montre que les deux séquences d’ours des cavernes sont proches, et forment un groupe monophylétique. Les ours bruns et les ours polaires sont également associés, avec U. arctos formant une espèce paraphylétique par rapport à U. maritimus. Les deux lignées spéléoïdes et arctoïdes sont sœurs, mais clairement différenciées. Cet arbre valide donc les conclusions que nous avions obtenues dans (Bon et al., 2008) en utilisant moins de séquences.
Les génomes mitochondriaux permettent de calculer les dates de divergence entre les cette divergence a lieu il y a 2,75 Ma (2,1 – 3,6). Il propose également que la radiation des Ursinés s’est produite il y a environ 5 Ma, à la limite entre le Miocène et le Pliocène. Nous trouvons que cette radiation a eu lieu autour de 3 Ma.
La principale divergence entre l’approche de Krause et collaborateurs et la nôtre réside dans le choix des nœuds pour calibrer l’horloge moléculaire. Alors que nous avons sélectionné la divergence entre le panda et les autres Ursidés (12 Ma +/- 1 Ma) et entre les Trémarctinidés et les Ursinés (6 +/- 0,5 Ma) (Wayne et al., 1991), ils ont choisi une divergence beaucoup plus ancienne, correspondant à la séparation des lignées menant aux ours et aux phoques (33,9 Ma). Ils ont de plus ajouté une datation minimale (4,2 Ma), qui correspond au plus ancien fossile attribué au genre Ursus, et une date maximale (7,1 Ma), qui correspond aux plus récents fossiles appartenant au genre Ursavus, pour borner l’apparition du genre Ursus.
Ces résultats montrent l’importance du choix des nœuds et des dates de calibration dans le calcul des dates de divergences, car ils peuvent influencer fortement les résultats finaux.
Dans l’article qui décrit le séquençage du génome mitochondrial d’un ours polaire ancien, Lindqvist et collaborateurs (Lindqvist et al., 2010) ont choisi une autre approche : ils ont calculé les dates des divergences en se fondant sur l’âge de leur échantillon (120 000 ans), et non sur un point de calibration fossile ancien. En utilisant une approche différente de la nôtre,
conduisant aux ours bruns et polaires, et celle conduisant aux ours des cavernes est datée à 1,4 (1,0-1,9) Ma, et la radiation des Ursinés à 2,6 (1,9-3,42) Ma.
1.4. Conclusion
Le séquençage du génome mitochondrial complet d’un ours des cavernes de Chauvet-Pont d’Arc a été permis par la préservation exceptionnelle de l’ADN dans certains échantillons de cette cavité. Grâce à cette séquence, nous avons pu reconstituer la phylogénie de l’ours des cavernes et proposer la date de divergence entre les lignées spéléoïdes et arctoïdes. La comparaison de nos résultats avec ceux de la littérature met en évidence l’impact que peut avoir le choix des nœuds et l’ancienneté qui leur est attribué dans le calcul des dates de divergences des espèces en utilisant les données moléculaires. La date de divergence proposée par Krause et collaborateurs (Krause et al., 2008) n’est pas validée par une approche indépendante (Lindqvist et al., 2010) et n’est plus retenue par les auteurs eux-mêmes (Hofreiter & Stewart, 2009).
La qualité de la préservation de l’ADN dans la Grotte Chauvet-Pont d’Arc nous a conduit à envisager une analyse à plus grande échelle de la diversité des haplotypes mitochondriaux chez les ours de cette cavité, et plus généralement des Gorges de l’Ardèche.