Des chercheurs et des bénévoles du Musée d’histoire naturelle de Floride ont découvert les restes anciens de plusieurs gomphothères sur un site fossilifère du nord de la Floride. Crédit : Musée de Floride, photo de Kristen Grace
Il y a environ cinq millions et demi d’années, un certain nombre de gomphothères, parents des éléphants aujourd’hui disparus, ont trouvé la mort dans ou près d’une rivière du nord de la Floride. Bien que leur disparition se soit probablement produite à plusieurs siècles d’intervalle, leurs restes ont tous été déposés au même endroit, enterrés aux côtés d’autres animaux qui avaient connu le même sort.
Aujourd’hui, la rivière n’existe plus, mais les fossiles résiduels offrent aux paléontologues un vaste aperçu de la vie dans la Floride primordiale. Au début de l’année dernière, des chercheurs et des bénévoles ont commencé à déterrer ces gomphothères au Montbrook Fossil Dig, ce qui devrait déboucher sur une découverte révolutionnaire.
« Il s’agit d’une découverte unique dans une vie », a déclaré Jonathan Bloch, conservateur de la paléontologie des vertébrés au Musée d’histoire naturelle de Floride. « C’est le squelette de gomphothère le plus complet de cette période en Floride et l’un des meilleurs d’Amérique du Nord.
Bloch et son équipe ont découvert des parties d’un squelette de gomphothère au début du printemps 2022. Des os isolés de gomphothères avaient déjà été découverts à Montbrook par le passé, il n’y avait donc aucune raison de penser que cette découverte sortait de l’ordinaire. Mais quelques jours plus tard, un bénévole qui creusait à proximité a découvert le pied articulé de quelque chose de très grand.
« J’ai commencé à tomber sur des os d’orteils et de chevilles, les uns après les autres », explique Dean Warner, professeur de chimie à la retraite et bénévole à Montbrook. « En continuant à creuser, j’ai découvert ce qui s’est avéré être le cubitus et le radius. Nous savions tous que nous avions trouvé quelque chose de spécial ».
Les gomphothères étaient parmi les proboscidiens les plus diversifiés et se sont répandus sur presque tous les continents au cours de leur règne de 20 millions d’années. Crédit : illustration du Florida Museum par Merald Clark
En quelques jours, il est devenu évident qu’il n’y avait pas un mais plusieurs squelettes complets, dont un adulte et au moins sept juvéniles. L’équipe de chercheurs devra procéder à une fouille complète des spécimens avant de pouvoir déterminer avec précision leur taille, mais Bloch estime que l’adulte mesurait deux mètres de haut au niveau des épaules. Avec les défenses, le crâne mesure plus de deux mètres de long.
Selon Rachel Narducci, responsable de la collection de paléontologie des vertébrés au Florida Museum, il est probable que les fossiles aient été successivement déposés ou transportés dans la région. « Les éléphants modernes se déplacent en troupeaux et peuvent être très protecteurs envers leurs petits, mais je ne pense pas qu’il s’agisse d’une situation où ils sont tous morts en même temps », a-t-elle déclaré. « Il semble que des membres d’un ou de plusieurs troupeaux se soient retrouvés coincés à cet endroit à différents moments.
Le crâne du gomphothère adulte (au premier plan, défense recouverte de plâtre blanc) a été séparé du corps principal (à l’arrière-plan, recouvert de plâtre) avant d’être préservé. Crédit : Photo du musée de Floride par Kristen Grace
Les équipes de recherche fouillent à Montbrook depuis 2015, lorsque Eddie Hodge a contacté les chercheurs du Florida Museum au sujet de fossiles découverts sur sa propriété. Depuis lors, les sables fins et les argiles compactes du site ont produit un gâteau de couches de fossiles atteignant jusqu’à neuf pieds de profondeur à certains endroits.
Les lits de fossiles sont situés à 30 miles à l’intérieur des terres du Golfe du Mexique, mais la zone était beaucoup plus proche de la mer lorsque les os ont été déposés à la fin du Miocène, époque à laquelle les températures et le niveau de la mer étaient plus élevés qu’aujourd’hui.
Par conséquent, les restes de chameaux, de rhinocéros et de lamas côtoient des poissons d’eau douce et d’eau salée, des tortues, des alligators et des crevettes fouisseuses. Et comme le calcaire que l’ancienne rivière a traversé a été déposé lorsque la Floride était une plate-forme marine peu profonde, des fossiles d’espèces marines beaucoup plus anciennes, comme des requins, sont également découverts à l’occasion.
Au cours des sept dernières années, les paléontologues travaillant à Montbrook ont découvert le plus vieux cerf d’Amérique du Nord, le plus vieux crâne connu de chat à dents de sabre smilodontine et une nouvelle espèce de héron disparue. Les principaux fossiles de l’époque, comme les chiens broyeurs d’os et les ours à face courte, sont également disséminés sur le lit de fossiles à larges bords.
Malgré la diversité des fossiles de Montbrook, la plupart de ces animaux ont été enterrés après avoir été transportés par l’eau courante, et leurs restes sont rarement retrouvés intacts. La découverte de plusieurs gomphothères complets était tout à fait inattendue.
« Nous n’avons jamais rien vu de tel à Montbrook », a déclaré Narducci. « D’habitude, nous ne trouvons qu’une partie d’un squelette sur ce site. Les gomphothères ont dû être enterrés rapidement, ou ils ont pu être pris dans une courbe de la rivière où le débit était réduit. »
Les éléphants et leurs parents disparus sont collectivement appelés proboscidiens. Avant l’arrivée de l’homme, ils étaient présents sur presque tous les grands continents, et les gomphothères étaient parmi les plus diversifiés. Contrairement à leurs homologues plus connus, les mammouths laineux, qui sont nés et ont disparu juste avant et après les périodes glaciaires du Pléistocène, les gomphothères ont un registre fossile exceptionnellement long, qui s’étend sur plus de 20 millions d’années.
Ils sont apparus en Afrique au début du Miocène, il y a environ 23 millions d’années, puis se sont dispersés en Europe et en Asie. Il y a 16 millions d’années, ils avaient atteint l’Amérique du Nord par le pont terrestre de Béring, et lorsque l’isthme de Panama s’est élevé au-dessus de la mer il y a 2,7 millions d’années, les gomphothères attendaient sur le rivage pour passer en Amérique du Sud.
En cours de route, les gomphothères ont développé plusieurs caractéristiques uniques qui leur ont permis de prospérer dans les nouveaux environnements qu’ils ont rencontrés.
« Nous savons tous à quoi ressemblaient les mastodontes et les mammouths laineux, mais les gomphothères sont loin d’être aussi faciles à classer », explique Narducci. « Ils avaient des tailles variées et la forme de leurs défenses différait grandement d’une espèce à l’autre.
En plus de la paire de défenses supérieures habituelle chez les proboscidiens, certains gomphothères en avaient une deuxième attachée à la mâchoire inférieure, que la sélection naturelle a façonnée en des configurations de plus en plus invraisemblables. De nombreuses espèces possédaient de petites défenses inférieures qui s’écartaient ou s’étendaient parallèlement à l’extrémité d’une mâchoire très allongée. Chez le platybelodon gomphotheres, les défenses étaient aplaties et jointes, ressemblant à une paire massive de dents de bouc, qu’ils utilisaient pour gratter l’écorce des arbres.
Les paléontologues utilisent souvent ces défenses comme élément de diagnostic. Les gomphothères de Montbrook ont une bande d’émail en spirale sur la longueur de chaque défense, ce qui leur donne l’apparence d’une perche de barbier. À l’époque, il n’existait qu’un seul groupe de gomphothères présentant cette bande unique. Bloch et Narducci ont ainsi pu limiter l’identité des fossiles de Montbrook à des espèces du genre Rhyncotherium, autrefois largement répandues en Amérique du Nord et en Amérique centrale.
« Un site fossile dans le sud de la Californie est le seul autre endroit aux États-Unis à avoir produit un large échantillon de Rhynchotherium juvéniles et adultes », a déclaré Bloch. « Nous apprenons déjà beaucoup de choses sur l’anatomie et la biologie de ce groupe que nous ne connaissions pas auparavant, y compris des faits nouveaux sur la forme du crâne et des défenses.
Les gomphothères ont prospéré dans les savanes ouvertes, autrefois répandues en Afrique, en Eurasie et aux Amériques. Mais un refroidissement durable de la planète, qui a débuté il y a environ 14 millions d’années, a entraîné la proéminence de vastes prairies, qui ont progressivement remplacé les savanes et entraîné une diminution de la diversité des gomphothères. Certaines espèces ont réussi à passer de l’abroutissement des arbres à un régime principalement composé d’herbes, mais les gomphothères ont subi un nouveau coup à la fin du Miocène, lorsqu’un nouveau groupe de proboscidiens est entré en scène.
Les mammouths et les éléphants sont apparus en Afrique avant de remonter vers le nord de l’Eurasie, suivant les traces des gomphothères qui les avaient précédés et les déplaçant au passage. Lorsque l’homme est arrivé en Amérique, il ne restait plus que quelques espèces de gomphothères, ce qui n’allait pas durer longtemps. Confrontés à un changement climatique rapide et à une chasse excessive de la part des nouveaux habitants des continents, les derniers gomphothères ont disparu à la fin des périodes glaciaires, en même temps que la majorité des autres espèces de grands mammifères.
La découverte de Montbrook redonne vie au Rhynchotherium gomphotheres et permet aux scientifiques d’en savoir plus sur la faune charismatique qui peuplait autrefois l’Amérique du Nord.
« La meilleure partie a été de partager ce processus de découverte avec tant de bénévoles de tout l’État de Floride », a déclaré M. Bloch. « Notre objectif est d’assembler ce squelette gigantesque et de l’exposer aux côtés des mammouths et mastodontes emblématiques qui se trouvent déjà au Musée d’histoire naturelle de Floride.