Décrypter le code : le séquençage du génome révèle pourquoi les oiseaux chanteurs sont plus gros dans les climats plus froids

L’étude, publiée aujourd’hui dans Communications naturelles, a utilisé le séquençage génomique pour identifier avec succès huit variantes génétiques, ou mutations de l’ADN, en grande partie responsables de la différence presque triple de taille corporelle observée dans l’aire de répartition du bruant chanteur du Mexique à l’Alaska. Par exemple, les moineaux chanteurs qui vivent toute l’année dans les îles Aléoutiennes peuvent être jusqu’à trois fois plus gros que leurs homologues des marais côtiers de Californie.

Katherine Carbeck, première auteure de l’étude et doctorante à la faculté de foresterie de l’Université de la Colombie-Britannique, explique que la taille du corps varie de manière prévisible chez de nombreuses espèces qui vivent dans des conditions climatiques très différentes, ce qui s’aligne sur la « règle de Bergmann » qui stipule que les organismes vivant dans des conditions climatiques plus fraîches les climats ont tendance à être plus grands en tant qu’adaptation pour réguler la température corporelle.

“L’existence de populations” adaptées localement “implique que la sélection naturelle a façonné la constitution génétique des populations de bruants chanteurs dans toute leur aire de répartition, permettant aux individus de survivre et de se reproduire dans des conditions climatiques radicalement différentes”, a déclaré Carbeck. “Cependant, les mécanismes génétiques qui sous-tendent le règne de Bergmann sont restés insaisissables jusqu’à présent.”

Le séquençage du génome entier déchiffre le code

Carbeck et ses collègues du Cornell Lab of Ornithology, de l’Université d’Alaska et de l’Université baptiste Ouachita ont utilisé la puissance du séquençage du génome entier pour décoder l’intégralité du génome du moineau chanteur et découvrir ses secrets.

Ils ont examiné des échantillons génétiques des deux plus grandes sous-espèces de bruants chanteurs qui vivent toute l’année dans les îles Aléoutiennes, ainsi que de deux sous-espèces plus petites : une qui se reproduit en Alaska mais migre vers des sites plus chauds en hiver, et une qui vit toute l’année sur les îles Aléoutiennes. la côte de la Colombie-Britannique, où l’océan Pacifique maintient des hivers relativement doux.

Leur comparaison des sous-espèces plus grandes et plus petites a révélé plusieurs gènes candidats associés à la masse corporelle. En caractérisant ces candidats, ils ont identifié huit variantes génétiques spécifiques étroitement liées à la masse corporelle, ce qui s’aligne sur la règle de Bergmann.

La diversité génétique aide la vie à s’adapter au changement climatique

Les chercheurs suggèrent que révéler une base génétique à la règle de Bergmann nous aide à comprendre comment l’évolution, la sélection naturelle et le climat ont interagi tout au long de l’histoire d’une espèce.

“Nos résultats mettent en évidence le rôle potentiel que joue la conservation de l’habitat en permettant l’échange continu de gènes entre les populations – ce qui est important face aux changements en cours”, a déclaré Carbeck.

Le Dr Jen Walsh, co-auteur de l’étude et associée de recherche au Cornell Lab of Ornithology, a ajouté : « D’un point de vue génomique, l’identification d’un petit nombre de gènes candidats ayant un impact apparemment important sur la variation de la taille du corps est vraiment intéressante. La magnifique gamme de diversité phénotypique observée chez les moineaux chanteurs suggère qu’ils offrent des opportunités passionnantes pour identifier les gènes sous-jacents à une foule de règles écogéographiques bien connues et généralement acceptées.

Le Dr Peter Arcese, co-auteur et professeur au département des sciences forestières et de la conservation de l’UBC, a déclaré que les résultats suggèrent un avenir résilient pour ces oiseaux.

“Nos résultats impliquent que certaines populations, sinon toutes, de bruants chanteurs adaptés localement pourraient continuer à s’adapter au changement climatique, tant que nous maintenons des conditions d’habitat qui facilitent le mouvement des individus et des gènes entre les populations”, a-t-il déclaré.