Les scientifiques ont découvert au moins deux voies génétiques conduisant au même résultat physique pour une espèce de moucherolle des îles Salomon.
La recherche indique qu’il existe plus d’une façon de construire un oiseau noir.
La nature trouve souvent un moyen lorsqu’il s’agit des nécessités biologiques de la survie et de la reproduction. Parfois, il y a plus d’un chemin. Les scientifiques ont jusqu’à présent identifié au moins deux voies génétiques qui aboutissent au même résultat physique pour une espèce de moucherolle qui vit dans les îles Salomon isolées : des plumes entièrement noires. Ce changement n’était pas un hasard. C’était le résultat de la nature en sélectionnant spécifiquement ce trait. La nouvelle recherche a été récemment publiée dans la revue Génétique PLOS.
“Le Moucherolle à ventre marron n’est pas aussi connu que les pinsons de Darwin”, a déclaré l’auteur principal Leonardo Campagna, généticien évolutionniste à Laboratoire Cornell d’ornithologie. “Mais ce complexe d’oiseaux a également subi de nombreux changements évolutifs, dont beaucoup impliquent des changements dans la coloration et la structuration de leur plumage.”
Le scénario : Une importante population d’oiseaux à ventre marron vit sur l’une des plus grandes îles de la chaîne du Pacifique. À partir de là, certains oiseaux ont fondé de nouvelles colonies sur quelques petites îles. Les oiseaux des deux petites îles ont fini par perdre leur ventre marron et sont devenus entièrement noirs. Cependant, les oiseaux de chaque île ont développé un plumage noir à des moments différents, à la suite de mutations génétiques qui se sont propagées rapidement parmi les petites populations insulaires. L’une de ces mutations s’est propagée au cours des 1 000 dernières années, ce qui n’est qu’un clin d’œil dans le temps de l’évolution.
Ce Moucherolle à ventre marron a développé le plumage entièrement noir que l’on trouve sur les petites îles satellites au nord et au sud-est de l’île de Makira dans les îles Salomon. Crédit : Al Uy, Université de Rochester
“Il y a clairement quelque chose d’avantageux à avoir un plumage entièrement noir”, a déclaré Campagna. « Nous avons retracé ce trait dans le temps en séquençant pour la première fois l’intégralité du génome du Moucherolle à ventre roux. Les deux mutations qui conduisent au plumage noir sont apparues à des moments différents, sur des îles différentes et sur des gènes différents liés à la production de pigment mélanique. Ce niveau de convergence est fou !
Les différentes populations de moucherolles en sont aux premiers stades de la spéciation – se séparant pour former de nouvelles espèces – mais elles n’ont pas encore beaucoup divergé génétiquement et elles peuvent se croiser. Mais ils le font rarement, produisant quelques hybrides. Des expériences sur le terrain ont montré que les oiseaux à ventre marron et les oiseaux entièrement noirs réagissent chacun de manière agressive envers un intrus perçu avec leur propre couleur de plumage, mais ne répondent pas de la même manière aux membres de leur espèce avec une couleur différente.
Et il s’avère que Mère Nature n’a pas fini de bricoler le génome du moucherolle.
Moucherolle à ventre marron de la population principale de Makira dans les îles Salomon. Crédit : Al Uy, Université de Rochester
“Nous constatons qu’il existe une troisième population mélanique (toute noire) de gobe-mouches parmi les îles à environ 300 miles de l’île d’origine”, a déclaré le co-auteur principal Al Uy, professeur de biologie à l’Université de Rochester. “La mutation qui régit la couleur de leur plumage est encore différente de celles des deux autres îles que nous avons étudiées.”
Uy étudie les gobe-mouches des îles Salomon depuis environ 15 ans, aidé par un groupe d’indigènes de confiance qui, selon lui, ont joué un « rôle déterminant » dans son travail.
“Je pense que la tendance émergente est qu’il y a quelque chose dans les petites îles qui favorise ces oiseaux entièrement noirs – dans l’archipel le plus éloigné où le mélanisme a évolué pour la troisième fois, nous avons constaté que les oiseaux mélaniques et à ventre marron coexistent toujours dans chaque île mais à mesure que les îles deviennent plus petites, la fréquence des oiseaux mélaniques augmente.
Il existe plusieurs théories sur ce qui motive le passage au plumage arrière, y compris la préférence féminine, la plus grande durabilité des plumes noires et même un lien possible avec les gènes qui régissent d’autres comportements avantageux.
Les auteurs de l’étude incluent les informaticiens Ziyi Mo et Adam Siepel du Cold Spring Harbor Laboratory qui ont écrit le programme d’apprentissage automatique qui a aidé les chercheurs à creuser plus profondément dans le passé et à mesurer les modèles de mutation dans «l’arbre généalogique» du moucherolle.
“L’utilisation de l’apprentissage automatique est un nouveau développement passionnant dans le domaine de la génétique des populations”, a déclaré Campagna. «Nous entraînons l’ordinateur à reconnaître des schémas évolutifs spécifiques pour savoir quand un trait génétique particulier a commencé, à quel point la sélection naturelle ou sexuelle était forte et à quelle vitesse il s’est déplacé dans une population. Nous pouvons ensuite demander à l’algorithme formé de nous indiquer le scénario le plus probable qui a généré les données que nous observons dans les populations actuelles. C’est comme remonter dans le temps. »
Référence : « Des balayages sélectifs sur différents gènes de pigmentation médiatisent l’évolution convergente du mélanisme insulaire chez deux espèces d’oiseaux naissantes » par Leonardo Campagna, Ziyi Mo, Adam Siepel et J. Albert C. Uy, 1er novembre 2022, Génétique PLOS.
DOI : 10.1371/journal.pgen.1010474