Une équipe internationale de chercheurs a utilisé le plus grand ensemble de données génomiques de près de 4 000 pinsons de Darwin pour étudier les changements évolutifs de cet oiseau emblématique. L'étude, publiée dans la revue Science, s'appuie sur des décennies de recherche pour révéler la base génétique des adaptations des pinsons et souligne l'importance des observations à long terme dans la compréhension des mécanismes évolutifs.
Une équipe internationale de chercheurs a récemment publié une étude historique sur les changements évolutifs contemporains des populations naturelles. Cette étude s'appuie sur l'ensemble de données génomiques le plus complet de près de 4 000 animaux dans leurs habitats naturels chez les pinsons de Darwin pour révéler la base génétique des adaptations dans ce groupe emblématique. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Science.
Depuis que Darwin a écrit sur les pinsons des îles Galapagos, les biologistes étudient ces petits oiseaux chanteurs pour comprendre leur évolution. Au cours du dernier million d’années, une espèce ancestrale a évolué en 18 espèces différentes. L'avantage des pinsons de Darwin en tant qu'organisme d'étude réside dans leur capacité à démontrer les premiers stades de l'évolution des espèces.
Peter Grant et Rosemary Grant de l'Université de Princeton ont suivi presque tous les pinsons de Darwin depuis les années 1970. Leurs recherches montrent que les pinsons de Daphné Major ont évolué en réponse aux changements environnementaux et aux interactions entre espèces. Une équipe internationale de chercheurs a séquencé le génome de presque tous les pinsons étudiés sur l'île Daphné et révélé la structure génétique des changements adaptatifs.
"Je pense que c'est une opportunité très excitante de combiner notre compréhension des changements évolutifs profonds du passé avec les observations actuelles", a déclaré Erik Enbody, premier auteur de l'étude et ancien postdoctorant à l'Université d'Uppsala. "Les données génomiques sont un outil puissant qui nous permet d'observer les oiseaux sur le terrain et de comprendre les facteurs qui influencent leur évolution. Une étude à cette échelle ne serait pas possible sans des décennies de recherche sur les îles Galapagos."
Leif Andersson (Université d'Uppsala et Texas A&M University), auteur principal de l'étude, a déclaré : « L'une des caractéristiques frappantes de notre découverte est que seuls quelques locus génétiques peuvent expliquer la grande variation dans le bec des pinsons. L'une des façons dont ces changements génétiques semblent évoluer consiste à regrouper plusieurs gènes ensemble, puis à permettre la sélection naturelle à mesure que l'environnement change. »
Ces résultats pourraient surprendre les généticiens humains, car de nombreuses variantes génétiques ne représentent qu’une petite proportion de la variation de taille chez les humains.
Au cours des trois décennies étudiées, le bec des pinsons est devenu plus petit. En utilisant les génomes de tous les pinsons de Daphné, les chercheurs ont découvert que cela était dû au fait que les gènes des pinsons terrestres étaient transférés par croisement et périodes de sécheresse, au cours desquelles les individus avec un bec plus petit survivaient mieux. Cette étude met en évidence la valeur des études à long terme pour comprendre les mécanismes du changement évolutif.
Les chercheurs ont collecté une goutte de sang dans les veines des ailes de chaque oiseau et ont attaché une bague à chaque oiseau. Cela permet de les suivre pour déterminer combien de temps ils survivent, avec qui ils s'accouplent et leur progéniture.
Rosemary-Grant a ajouté : « En collectant des échantillons de sang tout au long de l'étude, nous pouvons utiliser les échantillons pour des études génomiques lorsque la technologie sera mature. »
Les chercheurs ont étudié non seulement les pinsons du Midland, mais également des communautés entières des quatre espèces de pinsons de l'île. À mesure que les conditions sur l'île changeaient et que l'hybridation avec des pinsons terrestres de taille moyenne augmentait, le bec du pinson commun s'est progressivement émoussé. Cette étude dresse un tableau dynamique de la manière dont les espèces s’adaptent à des environnements changeants grâce à des changements génétiques et parfois à des effets phénotypiques importants qui se transmettent entre espèces. Alors que l’environnement mondial continue de changer, les pinsons des îles Galapagos offriront une fenêtre précieuse sur la façon dont les oiseaux, leur constitution génétique et leur environnement interagissent pour façonner l’avenir des populations sauvages.