Les plumes du colibri hybride ne correspondent pas à celles de ses parents
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Le Colibri brillant à gorge rose, Heliodoxa gularis, a, sans surprise, une gorge rose brillante. Il en va de même pour son cousin, le colibri brillant à palmes roux, Heliodoxa branickii. Lorsque les scientifiques ont trouvé un Héliodoxa colibri à la gorge dorée scintillante, ils pensaient avoir trouvé une nouvelle espèce. L’ADN a révélé une histoire différente : l’oiseau à gorge dorée était un hybride jamais documenté des deux espèces à gorge rose.
John Bates, l’auteur principal d’une nouvelle étude dans la revue Royal Society Open Science rapportant sur l’hybride, a rencontré pour la première fois l’oiseau inhabituel lors d’un travail de terrain dans le parc national de la Cordillère Azul au Pérou, qui protège une crête extérieure sur les pentes orientales des montagnes des Andes. La zone étant isolée, il serait logique qu’une population génétiquement distincte y émerge. “J’ai regardé l’oiseau et je me suis dit : ‘Cette chose ne ressemble à rien d’autre.’ Ma première pensée a été qu’il s’agissait d’une nouvelle espèce”, explique Bates, conservateur des oiseaux au Field Museum de Chicago.
Cependant, lorsque Bates et ses collègues ont recueilli plus de données sur le spécimen dans le laboratoire d’ADN Pritzker du Field Museum, les résultats ont surpris tout le monde. “Nous pensions que ce serait génétiquement distinct, mais cela correspondait Heliodoxa branickii dans certains marqueurs, l’un des colibris à gorge rose de cette région générale du Pérou », explique Bates. Si c’était H. branickii, cela n’avait aucun sens pour l’oiseau d’avoir des plumes de gorge dorées; dans la famille des colibris, il est rare que les membres de la même espèce aient des couleurs de gorge radicalement différentes.
La première série de séquençage de l’ADN a porté sur l’ADN mitochondrial, un type de matériel génétique qui n’est transmis que par la mère. Cet ADN mitochondrial a donné un résultat clair correspondant H. branickii; les chercheurs ont ensuite analysé l’ADN nucléaire de l’oiseau, qui comprend les contributions des deux parents. Cette fois, l’ADN a montré des similitudes avec les deux H. branickii et sa cousine, H. gularis. Ce n’était pas la moitié branickii et demi gulariscependant – l’un de ses ancêtres doit avoir été moitié-moitié, puis les générations suivantes se sont accouplées avec plus branickii des oiseaux.
La question restait de savoir comment deux espèces d’oiseaux à gorge rose pouvaient produire un hybride non à gorge rose. Le premier auteur de l’étude, Chad Eliason, chercheur principal au Field Museum, explique que la réponse réside dans les manières complexes dont les couleurs des plumes irisées sont déterminées.
“C’est un peu comme la cuisine : si vous mélangez du sel et de l’eau, vous savez en quelque sorte ce que vous allez obtenir, mais mélanger deux recettes complexes peut donner des résultats plus imprévisibles”, explique Eliason. “Cet hybride est un mélange de deux recettes complexes pour une plume de ses deux espèces parentales.”
Les plumes tirent leur couleur de base de pigments, comme la mélanine (noir) et les carotidnoïdes (rouge et jaune). Mais la structure des cellules des plumes et la façon dont la lumière rebondit sur elles peuvent également produire quelque chose appelé couleur structurelle. L’irisation de couleur changeante est le résultat de la couleur structurelle.
Les chercheurs ont utilisé un microscope électronique pour examiner la structure des plumes de la gorge au niveau subcellulaire et une technique analytique appelée spectroscopie pour mesurer la façon dont la lumière rebondit sur les plumes pour produire différentes couleurs. Ils ont trouvé des différences subtiles dans l’origine des couleurs des parents, ce qui explique pourquoi leur progéniture hybride a produit une couleur totalement différente.
“Il y a plus d’une façon de faire du magenta avec irisation”, explique Eliason. “Les espèces parentales ont chacune leur propre façon de fabriquer du magenta, ce qui explique, je pense, pourquoi vous pouvez avoir ce résultat non linéaire ou surprenant lorsque vous mélangez ces deux recettes pour produire une couleur de plume.”
Bien que cette étude aide à expliquer l’étrange coloration d’un oiseau inhabituel, les chercheurs affirment qu’elle ouvre la porte à davantage de questions sur l’hybridation.
Les espèces distinctes sont généralement définies comme des lignées qui sont génétiquement distinctes et ne se croisent pas; les hybrides enfreignent cette règle. Parfois, les hybrides sont des pièces uniques étranges ou sont stériles, comme des mules ; dans d’autres cas, les hybrides peuvent former de nouvelles espèces. On ne sait pas à quel point les hybrides de colibris comme celui de cette étude sont courants, mais les chercheurs pensent que des hybrides comme celui-ci pourraient contribuer à la diversité des couleurs structurelles trouvées dans l’arbre généalogique des colibris.
“Sur la base de la vitesse d’évolution des couleurs observée chez les colibris, nous avons calculé qu’il faudrait 6 à 10 millions d’années pour que ce changement radical de couleur rose-or évolue chez une seule espèce”, explique Eliason.
Le co-auteur Mark Hauber de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign ajoute que “cette étude nous donne des indices sur la base nanostructurale des changements évolutifs de couleur”.
Cette étude a été réalisée par les collègues du Field Museum de Bates et d’Eliason, Jacob Cooper (maintenant à l’Université du Kansas), Shannon Hackett, Erica Zahnle, Dylan Maddox et Taylor Hains, ainsi que Tatiana Paqueño Saco (ministère péruvien des Ressources naturelles) et Mark Hauber (Université de l’Illinois, Urbana-Champaign).
