bien que les pigeons voyageurs aient été victimes des chasseurs humains, nous ne comprenons toujours pas précisément comment une espèce peut passer de milliards à zéro en l’espace de cinquante ans. Peut génétique nous donner des indices utiles?
le pigeon voyageur (Ectopistes migratorius), des spécimens de musée. (DOI: 10.1126/science.aao0960)
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Au fur et à mesure des extinctions, L’extinction du pigeon voyageur est vraiment une réalisation humaine prodigieuse, sans précédent dans l’histoire enregistrée: grâce à notre penchant pour la destruction implacable combinée à la destruction à grande échelle de l’habitat, la population de ces oiseaux emblématiques est passée de milliards à zéro en seulement cinquante ans. Mais comment ces oiseaux baisse si rapidement? Certes, les gens n’ont pas tué chacun d’entre eux, n’est-ce pas? Des populations incroyablement énormes et étendues ne devraient-elles pas protéger une espèce de l’extinction? Pourquoi certains pigeons n’ont-ils pas survécu dans des régions éloignées?,
Le mystère s’approfondit
dans une étude publiée en 2014, les chercheurs ont cherché à comprendre comment une espèce aussi abondante pourrait éventuellement disparaître, d’autant plus que de nombreux scientifiques ont estimé que les pigeons voyageurs étaient, sans doute, les espèces d’oiseaux les plus peuplées de la planète.jamais. Malgré leur énorme population, l’étude de 2014 a indiqué que les pigeons voyageurs avaient beaucoup moins de diversité génétique que prévu. Les auteurs de cette étude ont suggéré que les pigeons voyageurs n’étaient pas toujours très abondants (réf; lire la suite).,
l’analyse des chercheurs a suggéré que le nombre de pigeons voyageurs avait soit explosé récemment (similaire à l’explosion actuelle de la population humaine), soit que leur population fluctuait naturellement de mille fois ou plus en peu de temps (ce modèle de population est observé chez plusieurs espèces épidémiques, telles que les criquets de peste australiens, Chortoicetes terminifera, ou lemmings, Lemmus lemmus.)., Sur la base de leurs résultats, les auteurs de l’étude de 2014 ont conclu que le pigeon voyageur était une « espèce épidémique” et que leurs accidents périodiques de population créaient des goulots d’étranglement génétiques qui réduisaient la diversité génétique par rapport aux niveaux attendus. Ils ont également proposé que la population du pigeon voyageur était déjà en déclin naturel lorsque les immigrants et les colons européens sont arrivés et les ont poussés au bord de l’extinction.,
Mais une nouvelle étude (ref) remet en question cette conclusion: après avoir séquencé et analysé quatre génomes de pigeons voyageurs et 41 génomes mitochondriaux d’individus collectés dans l’étendue de l’aire de répartition de cet oiseau, les auteurs de cette nouvelle étude ont confirmé que oui, le génome du pigeon voyageur avait une diversité étonnamment faible
Mais lorsque les chercheurs ont examiné de près l’ensemble du génome, ils ont constaté que la diversité génétique variait: certaines régions du génome avaient une très faible diversité, tandis que d’autres ne le faisaient pas. C’était inattendu., Les chercheurs ont estimé que, si la population du pigeon voyageur avait fluctué de mille fois pendant de longues périodes, la diversité génétique dans toutes les régions du génome devrait être affectée de manière égale.
de plus, ils ont découvert que la diversité génétique du génome mitochondrial ne correspondait pas aux données génomiques., Au lieu de cela, le génome mitochondrial du pigeon voyageur a indiqué que sa population était stable depuis 20 000 ans-une période qui comprenait des changements climatiques spectaculaires, tels que la fin de la dernière période glaciaire en Amérique du Nord, qui est précisément le moment où vous vous attendez à voir des fluctuations de population.
curieux et curieux
Le pigeon voyageur, Ectopistes migratorius, étaient de beaux oiseaux de taille moyenne qui élevaient leurs familles dans d’immenses colonies sociales à travers l’est des États-Unis., Élégante et élancée, cette espèce a été construite pour la vitesse, et ils ont erré librement sur de grandes distances (Figure 1A).
Fig. 1A. gamme de pigeons voyageurs et origines de l’échantillon gamme de pigeons voyageurs au moment de L’Europe… contact (rouge foncé: aire de reproduction; rouge clair: aire de reproduction complète) et aire de répartition actuelle des pigeons à queue bandée (violet), avec l’encart indiquant le lieu d’origine des 41 échantillons de pigeons voyageurs analysés ici. Les emplacements des quatre échantillons à partir desquels les génomes nucléaires ont été générés sont indiqués par une boîte bleue. (DOI: 10.1126/science.aao0960)
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le mode de vie pérégrinateur du pigeon voyageur a été capturé dans son génome, qui n’a révélé aucune structure géographique perceptible habituellement observée chez les espèces plus sédentaires (Figure 1B).
Fig. 1B.estimation de la taille effective de la population de pigeons voyageurs (Ne) À partir des génomes mitochondriaux…. On a déduit Ne (l’ombrage bleu indique l’intervalle HPD à 95%) et la phylogénie mitochondriale à partir d’une analyse coalescente Bayésienne. Les couleurs de l’encart à (Figure 1A) correspondent à la phylogénie de (Figure 1B)., La structure de la phylogénie n’est pas corrélée à la géographie, ce qui est cohérent avec une absence de structure géographique de la population. (DOI: 10.1126/science.aao0960)
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Comme je l’ai mentionné, il était assez largement admis que la population de pigeons voyageurs subissait d’énormes fluctuations périodiques qui, à leur tour, réduisaient leur diversité génétique globale par rapport aux niveaux attendus. Mais il existe une autre explication possible à leur niveau inhabituel de diversité génétique: la sélection naturelle., Il est concevable que le processus de sélection naturelle agissant sur un gène particulier ait entraîné une perte de diversité parmi d’autres gènes voisins, ou parmi les gènes qui sont en quelque sorte liés au gène sélectionné. Ce phénomène-où un gène sélectionné affecte le devenir d’autres gènes dans son voisinage génomique-est connu dans la littérature sous le nom d ‘ « effet d’attelage” (ref).
Une équipe de chercheurs a étudié la diversité génétique du pigeon voyageur et l’a comparée au génome du pigeon à queue bandée, Patagioenas fasciata.,
bien que ces deux espèces soient les plus proches parents l’une de l’autre et qu’elles soient écologiquement similaires, elles ont une grande différence qui était particulièrement importante pour cette étude particulière: la population du pigeon à queue courte est beaucoup plus petite que celle du pigeon voyageur, et l’a toujours été.,
« la seule différence entre eux est vraiment cette taille de population, donc nous pouvons commencer à creuser dans ce que les conséquences évolutives d’être une super-grande population pourrait être”, a déclaré biologiste moléculaire et co-auteur principal de l’étude, Beth Shapiro, qui est professeur au Département D’écologie et de biologie évolutive à L’Université de Californie, Santa Cruz.,
Pour réaliser ce travail, la professeure Shapiro et ses collègues ont obtenu de minuscules échantillons de tissus provenant des coussinets d’orteil de spécimens de pigeons voyageurs collectés dans l’est des États-Unis (Figure 1a), qui sont conservés dans un certain nombre de collections muséales. En utilisant ces échantillons de tissus, l’équipe de recherche a extrait les génomes nucléaires ou mitochondriaux de pigeons voyageurs individuels. Ils ont comparé les marqueurs génétiques du pigeon voyageur à ceux du pigeon à queue.,
sur la base de leurs analyses, la professeure Shapiro et ses collègues ont constaté que certaines parties du génome du pigeon voyageur avaient une grande diversité génétique, indiquant qu’ils avaient vécu comme une très grande population pendant très longtemps (Figure 2).
Fig. 2. π à travers les génomes des pigeons voyageurs et des pigeons à queue bandée. (A) un histogramme décrivant la moyenne π… pour des fenêtres de 5 Mo sur les génomes du pigeon voyageur (rouge) et du pigeon à queue bandée (bleu). (B) distribution génomique des estimations individuelles par paires de π moyen dans des fenêtres de 5 Mo à travers les génomes des deux espèces., Chaque comparaison par paire Entre et à l’intérieur de l’individu est tracée sous forme de lignes rouges (28 comparaisons de pigeons voyageurs) ou bleues (6 comparaisons de pigeons à queue bandée). Les limites des chromosomes sont indiquées sous forme de lignes verticales en pointillés. Les Chromosomes sont classés par leur taille dans le génome du poulet. (DOI: 10.1126/science.aao0960)
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mais d’autres régions du génome du pigeon voyageur présentaient un niveau de diversité génétique plus faible que prévu (Figure 2), bien qu’il s’agisse de « mutations neutres”., Les mutations neutres ne sont ni bénéfiques ni préjudiciables, mais elles pourraient servir de matière première essentielle à la sélection naturelle pour agir à l’avenir à mesure que les oiseaux s’adapteront à un paysage changeant. Ainsi, les auteurs ont conclu que le génome du pigeon voyageur présentait un « effet d’attelage » d’une forte sélection naturelle.
ceci, affirment les auteurs, est dû à l’abondance et à l’énorme mobilité du pigeon voyageur; cela a permis aux mutations bénéfiques de se propager extrêmement rapidement dans toute la population tandis que les mutations nuisibles ont disparu tout aussi rapidement., Grâce à une forte sélection naturelle sur quelques gènes bénéfiques, la diversité d’autres gènes proches, qui n’étaient ni bénéfiques ni préjudiciables, a également été affectée-conformément au modèle « effet hitch-hiking”.
il est impossible de s’adapter aux meurtres de masse
rétrospectivement, il est évident que le pigeon voyageur ne pouvait pas tolérer beaucoup de chasse — et certainement pas le genre de massacre intense et cohérent auquel ils ont été soumis par les immigrants et les colons européens.,
« notre massacre de masse d’entre eux au cours des décennies a été trop rapide pour que l’évolution suive”, a déclaré le professeur Shapiro.
« notre étude montre que les pigeons voyageurs étaient remarquablement bien adaptés à la vie dans de grandes populations”, a expliqué le professeur Shapiro dans un courriel. « Dans les grandes populations, la sélection naturelle est très efficace. Ceci suggère que, si l’environnement a changé lentement (car on peut avoir après la fin du dernier âge de glace), ils devraient être en mesure de s’adapter à ces changements (comme ils l’ont fait à la fin du dernier âge de glace)., »
cependant, dans les années 1800, l’environnement des pigeons voyageurs a soudainement changé en raison de la chasse.
« Nous avons tué des millions de pigeons voyageurs au cours de seulement quelques générations de pigeons voyageurs”, a déclaré le professeur Shapiro dans un courriel. « Les pigeons voyageurs n’ont pas eu le temps de s’adapter à ce nouvel environnement. Ils ne sont pas morts parce qu’ils avaient très peu de diversité …, mais parce qu’ils se sont soudainement retrouvés dans un environnement très différent de celui auquel ils ont été adaptés, toujours surexploités par un prédateur hautement qualifié, et manquant maintenant de moyens efficaces pour évoluer en réponse à ce changement environnemental. »
pouvons-nous tirer des leçons pratiques de cet événement tragique d’extinction? Ni cette étude, ni l’étude de 2014, ne fournissent des informations génétiques sur le mystère de la façon dont le pigeon voyageur s’est éteint si rapidement., Par exemple, aucune des recherches publiées jusqu’à présent n’a compris comment prédire combien de pigeons voyageurs pourraient être tués avant que toute la population ne s’effondre dans le néant, pour toujours. Quand cette ligne a-t-elle été franchie?
la Conservation est un travail délicat. En général, les biologistes de la conservation supposent qu’une grande population correspond à une grande diversité génétique, ce qui, vraisemblablement, agit comme un tampon contre l’extinction. Mais le pigeon voyageur est un puissant exemple de mise en garde que cette hypothèse n’est pas nécessairement vraie.,
« Il y a plus à considérer lorsque nous pensons à une population en voie de disparition que la taille de la population”, a convenu le professeur Shapiro. Elle a souligné que des efforts de conservation réussis peuvent nécessiter une action décisive bien avant que la population d’une espèce donnée ne tombe en dessous de ce que nous pensons être un niveau extrêmement bas.
« Nous pensons maintenant à la restauration en créant des parcelles d’habitat protégé”, a déclaré le professeur Shapiro. « Mais nous ne savons pas si la façon dont ils ont évolué tout au long de leur histoire signifie qu’ils ne sont pas aptes à vivre dans de petites populations., »
Le pigeon voyageur était probablement incapable de survivre dans de petites populations reliques. Leur grand nombre était probablement l’une de leurs stratégies de survie les plus efficaces: aucun prédateur ne pouvait les tuer tous. Cette stratégie est observée chez certains insectes et autres animaux, et même chez certaines espèces de vertébrés. Par exemple, la morue Atlantique, Gadus morhua, a subi un sort remarquablement similaire à celui du pigeon voyageur. Historiquement, ces poissons ont vécu dans des populations extrêmement importantes le long des Grands Bancs De Terre-Neuve jusqu’aux années 1990, lorsque leur nombre a chuté en raison de la surpêche exubérante., Bien que toute la pêche de la population de morue de L’Atlantique Nord des Grands Bancs ait cessé il y a plus de 15 ans, cette pêche continue de diminuer et devrait disparaître d’ici 20 ans (ref).
la Génétique n’est qu’une partie de l’histoire. Sur la base de rapports historiques, nous sommes à peu près certains que les pigeons voyageurs étaient comportementalement adaptés à la vie dans de grandes communautés.
« on sait qu’ils ont collaboré à la recherche de nourriture, et ils ont également collaboré à l’élevage des jeunes”, a déclaré L’auteur principal Gemma Murray, biologiste évolutionniste à L’UCSC., « ces types de comportements sont le genre de choses qui pourraient très bien fonctionner lorsque la taille de votre population est grande et dense. Mais quand la chasse a eu un grand impact sur leur population, et que leur nombre a énormément diminué au 19ème siècle, peut-être que ces choses ne fonctionnaient plus., »
Les données du Professeur Shapiro et de ses collègues suggèrent que le pigeon voyageur n’avait pas les ressources génétiques nécessaires pour adapter sa physiologie et son comportement assez rapidement à la vie dans de petites communautés, et cela découlait, au moins partiellement, d’une réduction de la diversité génétique nécessaire pour y arriver. Cela résulte d’un modèle d’abus généralisé et systémique de la part de personnes.
« l’extinction du pigeon voyageur était évitable”, a fait remarquer le professeur Shapiro. « C’est entièrement de notre faute., Nous avons sur-chassé et sur-exploité cet animal incroyable, et nous devrions essayer de faire attention à ce que nous faisons aujourd’hui. »
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également cité:
extinction du pigeon voyageur: c’est compliqué
pourquoi le Pigeon voyageur a-t-il disparu? | @GrrlScientist
