La population de gélinotte huppée est plus résiliente que prévu, selon une étude génétique

Selon les chercheurs, les populations de gélinotte huppée de Pennsylvanie ont diminué jusqu’à 70 % depuis le début des années 1960, les oiseaux du sud de l’État étant particulièrement touchés par le virus du Nil occidental, propagé par les moustiques, et par la fragmentation de l’habitat due au développement. .

“Selon tous les paramètres habituels, la gélinotte huppée est dans un état de déclin rapide”, a déclaré Julian Avery, professeur de recherche agrégé en conservation de la faune à Penn State et co-auteur de l’article. “Pourtant, jusqu’à présent, personne n’avait utilisé d’outils génétiques pour étudier les effets de ce déclin à un niveau plus profond. En appliquant le séquençage du génome entier, nous avons découvert que l’oiseau est génétiquement mieux loti que nous le pensions, ce qui signifie que la protection de l’habitat et d’autres interventions de gestion peuvent contribuer à protéger cette espèce.

Leilton Luna, chercheur postdoctoral à Penn State et auteur correspondant de l’article, a expliqué que lorsque la taille de la population d’un organisme chute trop bas en raison d’une maladie ou d’une perte d’habitat, une consanguinité peut se produire, ce qui peut entraîner un déclin de la diversité génétique au fil du temps.

“Les populations ayant une faible diversité génétique ont plus de mal à évoluer en réponse aux conditions environnementales changeantes et courent un plus grand risque d’extinction”, a déclaré Luna. “Dans le cas de la gélinotte huppée de Pennsylvanie, en raison du fort déclin de sa population, elle ne présente certainement pas les mêmes conditions génétiques saines que par le passé. Même ainsi, les niveaux actuels de diversité génétique et de connectivité nous donnent beaucoup d’espoir. pour la préservation de cette espèce.”

Dans un premier temps, l’équipe a produit le premier génome de référence de haute qualité pour la gélinotte huppée. Un génome de référence, a déclaré Luna, est un exemple représentatif des gènes d’un organisme particulier.

“Ce génome de référence sert de base génétique standardisée, facilitant des comparaisons précises de la diversité du génome entre les individus et les populations”, a déclaré Luna. “De plus, cette ressource génomique nous permettra d’étudier des questions importantes, telles que celle de savoir si des composants génétiques spécifiques, comme les gènes adaptés, contribuent aux différentes réponses de la population au virus du Nil occidental dans différentes populations de gélinotte huppée.”

Pour étudier la santé de la population de gélinotte huppée en Pennsylvanie, l’équipe de recherche a séquencé 54 génomes d’oiseaux individuels dans des habitats à la fois fragmentés par le développement et intacts. Les chercheurs ont examiné les données de séquence à la recherche de preuves de flux génétique, ce qui indique que le matériel génétique est facilement échangé entre les populations migratrices.

“Nous avons comparé chaque individu à tous les autres individus que nous avons échantillonnés”, a déclaré Luna. “En faisant cela, nous avons pu déterminer si les oiseaux appartiennent tous à une seule population géographique ou à des populations différentes, ainsi que comment les facteurs environnementaux tels que la fragmentation de l’habitat et l’élévation du terrain façonnent la dispersion efficace des oiseaux et, par conséquent, l’échange. de gènes.”

Il a déclaré que l’analyse ADN de l’équipe fournissait de faibles preuves de subdivision de la population à travers l’État, bien que les chercheurs aient identifié une connectivité génétique réduite dans le sud, où l’habitat de l’oiseau est fragmenté par le développement humain.

“Cela nous indique que la population ne se porte peut-être pas aussi mal que prévu”, a déclaré Luna. “Cela nous a également aidé à informer les gestionnaires de la faune des zones qui bénéficieraient le plus du développement de corridors d’habitat. Cependant, il ne s’agit que d’un instantané de la population à ce moment précis. À l’avenir, nous espérons analyser l’ADN des spécimens de musée afin nous pouvons comparer la diversité génétique et la connectivité des populations d’aujourd’hui avec celles d’avant la présence du virus du Nil occidental et avant que l’habitat ne soit si fragmenté.

Étonnamment, a déclaré l’équipe, elle a également découvert la présence de deux « anomalies » génétiques, appelées inversions chromosomiques. Celles-ci se produisent lorsqu’un segment d’ADN se détache puis se rattache dans l’ordre inverse.

“Nous avons trouvé des inversions chromosomiques chez certains des individus que nous avons échantillonnés, et celles-ci ont été trouvées chez des individus de partout dans le Commonwealth”, a déclaré le co-auteur David Toews, professeur adjoint de biologie à Penn State.

“Les données sont très claires”, a-t-il déclaré. “Il y a ces deux gros morceaux du génome de la gélinotte huppée qui sont très différenciés du reste du génome, et ils ne sont associés à aucun motif géographique évident parmi les oiseaux. Cela ajoute une touche amusante à l’histoire.”

Toews a noté que des inversions chromosomiques étaient auparavant observées chez d’autres espèces d’oiseaux et s’exprimaient par exemple via différents modèles de plumage ou des comportements plus agressifs. Il a déclaré que l’équipe ne sait pas encore comment les inversions pourraient affecter la gélinotte huppée. C’est un sujet que l’équipe prévoit d’approfondir.

En attendant, a déclaré Toews, les inversions chromosomiques ont des implications importantes pour la conservation.

“En surface, toutes les gélinottes huppées se ressemblent assez, mais elles présentent en réalité de profondes différences génétiques”, a-t-il déclaré. “Dans le contexte de la conservation, il peut être important de penser au-delà de l’espèce dans son ensemble pour envisager de protéger les individus présentant ces variations génétiques.”

Avery a noté que Penn State travaille depuis longtemps avec des agences d’État – telles que la Pennsylvania Game Commission, la Pennsylvania Fish and Boat Commission et le Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources – pour collecter et analyser des données scientifiques qui peuvent aider à éclairer les stratégies de conservation. . Il a déclaré que les résultats de l’équipe suggèrent que certaines interventions de gestion pourraient aider l’oiseau à maintenir des populations saines. Ceux-ci inclus:

• Créer et maintenir des habitats qui relient fonctionnellement les régions forestières et les populations
• Évaluer l’impact de la chasse pour garantir que les récoltes ne contribuent pas au déclin des populations les plus vulnérables
• Mettre en œuvre une surveillance génétique périodique pour suivre les changements et évaluer si les interventions sur l’habitat conduisent à des changements génétiques positifs

“Non seulement la gélinotte huppée joue un rôle important dans l’écosystème, mais elle est aussi très intéressante”, a déclaré Avery. “Les mâles émettent ce son de tambour au printemps pour attirer les partenaires. Vous pouvez physiquement sentir le bar lorsqu’ils tambourinent dans les bois. Ils associent également le tambour à un affichage flashy de plumes ornementales et à une queue déployée, semblable à celle du dessus. -la meilleure performance d’un paon mâle. Pour couronner le tout, à l’automne, la gélinotte huppée fait pousser ces fascinantes extensions de ses écailles d’orteil qui peuvent contribuer à augmenter la surface pendant les mois d’hiver. Elles sont tout simplement belles et bizarres, et ils méritent notre attention en matière de conservation.

Parmi les autres auteurs de l’article figurent Lisa Williams, biologiste de la faune ; Kenneth Duren, superviseur de la section gibier à plumes ; et Reina Tyl, biologiste de la faune, tous à la Pennsylvania Game Commission.

La Pennsylvania Game Commission a soutenu cette recherche.