Résumé :
Le manchot empereur, qui peut atteindre une hauteur maximale d'environ 1,2 mètre, est le manchot le plus connu, mais il existe 17 autres espèces de manchots vivant dans l'hémisphère sud. Parce que beaucoup de ces manchots habitent des îles isolées rarement visitées par les scientifiques, ils ont longtemps été sous-étudiés. Cet isolement pourrait être la raison pour laquelle les scientifiques ont précédemment négligé une nouvelle espèce de manchots papous dans les îles Kerguelen. Les îles Kerguelen, également appelées « îles désolées », se trouvent à environ 3 220 kilomètres des terres habitées en permanence les plus proches.
Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du Chili et de l'Université de Californie à Berkeley, a publié un article dans la revue "Communications Biology" annonçant cette découverte. C'est la première fois qu'une nouvelle espèce de manchot est officiellement nommée depuis plus d'un siècle.
Des chercheurs ont découvert, grâce à des preuves génétiques, que les manchots papous largement répandus, autrefois considérés comme appartenant à la même espèce, sont en réalité constitués de quatre espèces différentes. Un type de manchot est resté méconnu pendant si longtemps car il ressemble beaucoup aux autres manchots papous, avec un dos noir et un ventre blanc. Cette coloration les aide à se cacher des prédateurs et à augmenter leur efficacité dans la chasse aux proies dans l'océan.
Les manchots récemment découverts sont presque impossibles à distinguer des autres manchots papous, à l'exception de subtiles différences de taille et de vocalisations. Étant donné que les différences d’apparence sont minimes, mais qu’il existe des différences significatives dans les gènes, les chercheurs les classent comme « espèces cryptiques ».
Les chercheurs ont également confirmé que trois autres groupes, auparavant considérés comme des sous-espèces de manchots papous, sont génétiquement suffisamment uniques pour être reconnus comme des espèces à part entière. L’avenir du manchot papou du sud-est récemment découvert, Pygoscelis kerguelensis, et de deux autres espèces de manchots papous est également incertain, car le changement climatique remodèle les habitats antarctiques et subantarctiques.
Il semble actuellement que seul le manchot papou du sud, Pygoscelis ellsworthi, pourrait échapper à de graves impacts et pourrait même bénéficier de l'expansion de son aire de répartition en Antarctique.
Julianna Vianna, l'un des auteurs principaux de l'article et professeur d'écosystèmes et d'environnement à l'Université nationale Andrés Bello de Santiago, au Chili, a déclaré qu'en Antarctique, ce ne sont pas les manchots papous qui sont réellement menacés par le changement climatique, mais d'autres espèces de manchots ; mais dans la région sub-antarctique, les manchots papous sont particulièrement inquiétants. La région subantarctique est située au nord de l'Antarctique et comprend un certain nombre d'îles lointaines sous la juridiction du Chili, de l'Afrique du Sud, de la France, des Pays-Bas, de l'Australie et de la Nouvelle-Zélande.
Vianna a souligné que les agences de conservation des pays concernés doivent reconnaître ce problème et prendre les mesures appropriées pour sauver ces trois espèces de manchots papous.
Vianna, en collaboration avec Larry Bowie, un scientifique de l'Université de Californie à Berkeley, et Eli Pullan, un scientifique de l'Université du Chili, a réuni des experts en recherche sur les manchots de plusieurs pays pour mener cette nouvelle étude du génome. Certains scientifiques ont déjà suggéré qu'il pourrait exister jusqu'à six sous-espèces de manchots papous, mais les chercheurs ont longtemps été incapables de s'entendre sur leur classification.
La nouvelle étude est basée sur les séquences complètes du génome de 64 manchots. Les échantillons provenaient de 10 colonies reproductrices, couvrant pour la première fois la quasi-totalité de l’aire de répartition géographique des manchots papous. Les chercheurs ont également comparé les caractéristiques physiques et écologiques des manchots, notamment leur coloration, leurs cris, leurs périodes de reproduction, leurs types de nourriture et leur comportement en matière de recherche de nourriture.
Bowie est directeur du Musée de zoologie des vertébrés de l'Université de Californie à Berkeley. Il a déclaré que de tous les manchots, la classification des manchots papous est probablement la plus controversée. Depuis plus d’un siècle, les scientifiques débattent du nombre d’espèces ou de sous-espèces en lesquelles ils devraient être divisés. Cet article tente de répondre à cette question en utilisant des méthodes de recherche intégrées de pointe.
Bowie et Vianna collaborent depuis près d'une décennie pour étudier l'évolution et la diversité des manchots. En 2019, les deux chercheurs ont publié une étude indiquant que les manchots seraient originaires de l'Australie et de la Nouvelle-Zélande il y a environ 22 millions d'années. Plus tard, les manchots empereurs et les manchots royaux se sont divisés en deux groupes différents, occupant respectivement les régions antarctique et subantarctique.
Il y a environ 12 millions d'années, le courant océanique circum-antarctique s'est formé, poussant d'autres espèces de manchots à se propager vers la région sub-antarctique. Depuis lors, les manchots ont progressivement établi des populations sur des îles isolées, leur répartition s'étendant au nord jusqu'en Afrique et dans certaines parties de l'Amérique du Sud.
Les manchots papous sont différents de beaucoup d'autres manchots dans le sens où ils ont une alimentation très diversifiée et s'attaquent à presque toutes les créatures pouvant être capturées sous l'eau. À mesure que les populations de krill diminuent, cette flexibilité en matière d'alimentation devient un avantage. En revanche, le nombre de manchots empereurs et Adélie, qui ont un régime alimentaire plus spécialisé, est en déclin, tandis que la population de manchots papous de la péninsule Antarctique continue de croître.
Les chercheurs pensent que ce comportement alimentaire hautement adaptable entraîne également la formation de nouvelles espèces. Les manchots papous se nourrissent généralement à proximité de leurs colonies de reproduction et retournent dans la même colonie de reproduction chaque année. Au fil du temps, les populations isolées ont développé des caractéristiques comportementales et écologiques uniques.
Au cours des 300 000 à 500 000 dernières années, ces populations insulaires isolées ont progressivement évolué vers différentes espèces. Les scientifiques affirment que les fronts antarctiques renforcent également cette différenciation. Les fronts antarctiques peuvent provoquer des différences significatives dans la température et la salinité de l’eau, limitant ainsi les déplacements des animaux entre les régions.
Au nord du front Antarctique, l'eau est relativement chaude et salée. Ici vit la lignée orientale Pygoscelis taeniata, présente dans les îles Crozet, Marion et Macquarie ; et la lignée septentrionale Pygoscelis papua, que l'on trouve principalement dans les îles Falkland, également connues sous le nom d'îles Malvinas, et sur l'île voisine de Martillo en Amérique du Sud.
La lignée du sud-est nouvellement découverte, Pygoscelis kerguelensis, a évolué sur l'île Kerguelen et pourrait également être répartie sur l'île Heard voisine et vivre près du front antarctique.
Au sud du front Antarctique se trouve la lignée méridionale Pygoscelis ellsworthi. Il s'agit de la plus grande population de manchots papous, trouvée dans la péninsule Antarctique, le long de la côte de l'Antarctique et en Géorgie du Sud.
Cette étude génomique a été dirigée par Daley Noll, étudiant diplômé de l'Université du Chili. Par rapport aux études antérieures, l’équipe de recherche a analysé une plus grande variété de gènes et examiné des milliers de polymorphismes mononucléotidiques. Les résultats montrent que différentes espèces se sont adaptées à leurs milieux de vie respectifs au niveau génétique.
Par exemple, les manchots papous du sud vivant en Antarctique possèdent davantage de gènes liés à la production de chaleur, au stockage des graisses et à la perception de la lumière. Les chercheurs pensent que ces caractéristiques les aident à faire face au froid extrême, aux changements saisonniers d’ensoleillement et aux surfaces de glace intensément réfléchissantes.
Les manchots papous de l'Est possèdent davantage de gènes liés à un métabolisme efficace des glucides et à une capacité de plongée améliorée. Ces traits génétiques, impliqués dans le transport de l’oxygène, la croissance des vaisseaux sanguins, la fonction mitochondriale et le développement des poumons, pourraient les avoir aidés à plonger plus longtemps dans des eaux pauvres en nutriments.
Pendant ce temps, les manchots papous du nord vivant en Amérique du Sud présentaient des traits génétiques liés à la digestion, à la fonction cardiaque et à l'activité musculaire. Les chercheurs pensent que ces changements pourraient les aider à maintenir leurs activités de recherche de nourriture sous-marine pendant de longues périodes.
Pour prédire l'impact du changement climatique sur les manchots papous, les scientifiques ont utilisé des modèles climatiques pour estimer quelles zones pourraient encore avoir un habitat approprié en 2050. Dans un scénario de réchauffement modéré, les manchots papous des îles subantarctiques pourraient perdre tout habitat approprié sur les îles existantes, avec des sites alternatifs de migration limités à proximité.
En revanche, les manchots papous de la région Antarctique pourraient s'étendre davantage en Antarctique. À mesure que la glace marine rétrécit et que les populations de krill diminuent, les populations de manchots empereurs, Adélie et à jugulaire pourraient diminuer, laissant plus d'espace aux manchots papous.
Vianna a souligné que de nombreux manchots vivant dans des zones non antarctiques sont également confrontés à des menaces de plus en plus graves, notamment le réchauffement des océans, la destruction de leur habitat, la présence de prédateurs tels que les rats et les chiens, la concurrence des activités de pêche commerciale et la capture accidentelle dans les filets de pêche.
Du point de vue du changement climatique, les espèces insulaires dont les populations sont extrêmement faibles pourraient être confrontées à des risques similaires à ceux des manchots papous subantarctiques, a-t-elle déclaré. Les manchots des Galapagos et autres manchots insulaires sont des espèces endémiques et n’ont presque nulle part où aller une fois que leur environnement change. Les îles sont si éloignées qu'il est difficile pour les manchots de s'adapter et de se déplacer vers d'autres zones pour établir des populations.
Bowie a déclaré que les données génomiques à grande échelle collectées dans cette étude pourraient également soutenir davantage d'études de conservation à l'avenir. Vianna utilise actuellement le génome des manchots pour rechercher des traits génétiques associés à la résistance à la grippe aviaire. La grippe aviaire touche les manchots, d'autres oiseaux et mammifères du monde entier. Les résultats devraient aider les scientifiques à identifier les populations de manchots les plus vulnérables à la maladie.
Bowie a déclaré que le séquençage du génome entier modifie non seulement la capacité des scientifiques à étudier l'adaptation et la différenciation des espèces, mais qu'il présente également une valeur de conservation très importante.
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