Collection de vert, blanche, bleu, et les perruches jaunes. Crédit :Thomas Cooke
Lorsqu'il s'agit d'étalages de couleurs spectaculaires, les oiseaux sont des vedettes évidentes dans le monde naturel. De nombreux oiseaux aux couleurs vives tirent leurs pigments des aliments qu'ils mangent, mais ce n'est pas le cas des perroquets. Maintenant, les chercheurs rapportant une étude sur des perruches familières en animalerie, également connues sous le nom de perruches, ont de nouvelles preuves pour expliquer comment les oiseaux produisent leur jaune caractéristique, bleu, et plumes vertes.
Les découvertes rapportées dans la revue Cellule le 5 octobre promettent d'ajouter une dimension importante aux études évolutives des perroquets, disent les chercheurs.
"Les perruches sont un excellent système pour étudier les couleurs des perroquets car la sélection artificielle au cours des 150 dernières années a entraîné un grand nombre de traits génétiques mendéliens simples qui affectent la couleur, " dit le premier auteur Thomas Cooke, un étudiant diplômé à l'Université de Stanford. "Nous avons identifié un gène non caractérisé chez les perruches qui est fortement exprimé dans les plumes en croissance et est capable de synthétiser les pigments jaunes de la perruche."
Les scientifiques étudient les couleurs des perruches depuis plus d'un siècle. Ils savaient que les perroquets produisent des psittacofulvines, un type de pigment rouge à jaune que l'on ne trouve dans aucun autre type de vertébré. Ils savaient également qu'une incapacité à produire des pigments jaunes chez certaines perruches faisait passer les oiseaux du jaune et du vert au bleu. Mais il n'était pas clair quels gènes et voies biochimiques étaient impliqués.
A découvrir dans la nouvelle étude, l'équipe dirigée par Carlos Bustamante de Stanford a d'abord utilisé une cartographie d'association à l'échelle du génome pour identifier une région contenant la mutation de couleur bleue. Cette région contenait plusieurs gènes, il n'était donc pas encore clair lequel d'entre eux était responsable.
Une photographie en gros plan de perruches dans une cage. Crédit :Thomas Cooke
Pour l'affiner davantage, les chercheurs ont séquencé l'ADN de 234 perruches, dont 105 bleus. Ils ont également séquencé 15 spécimens de musée d'Australie. Ces études ont mis en évidence un seul gène muté (MuPKS) codant pour une enzyme polykétide synthase peu connue chez les oiseaux bleus.
Dans une autre expérience clé, les chercheurs ont comparé l'expression des gènes des plumes des perruches vertes et jaunes à celles des perruches bleues. Ces études ont montré que MuPKS était fortement exprimé chez les oiseaux des deux variétés de couleur, mais qu'il y avait une seule substitution d'acide aminé à un résidu conservé chez les perruches bleues.
Les chercheurs ont ensuite cloné le gène MuPKS et l'ont inséré dans la levure pour savoir si la levure commencerait à produire des pigments jaunes. Et ils l'ont fait.
Les chercheurs disent que c'était une surprise de découvrir qu'une mutation dans MuPKS provoque un changement de couleur aussi notable. C'est parce que des gènes similaires se trouvent dans presque tous les oiseaux. La différence est que les oiseaux en dehors de la famille des perroquets tels que les poulets et les corbeaux n'expriment pas l'enzyme dans leurs plumes. Par conséquent, ils ne sont pas jaunes. Cette découverte suggère que le changement évolutif clé qui a conduit aux couleurs brillantes du perroquet était le modèle d'expression des gènes.
Vert, bleu, jaune, et des perruches blanches en cage. Crédit :Thomas Cooke
"Vraisemblablement, le gène a une fonction chez les non-perroquets en plus de la pigmentation, mais nous ne savons pas ce que cela pourrait être, " a déclaré Cooke.
Une autre surprise pour les chercheurs était que l'enzyme était plus fortement exprimée dans une partie de la plume qui meurt une fois que la plume est complètement formée. Cela suggère que ces cellules doivent produire la couleur et la déposer dans les cellules voisines avant de mourir.
La couleur joue un rôle important dans la façon dont les oiseaux interagissent les uns avec les autres, y compris comment ils choisissent leurs partenaires. Les chercheurs disent qu'à mesure qu'ils en apprennent davantage sur la façon dont ces enzymes sont contrôlées, les résultats pourraient être appliqués à de nombreux perroquets à travers le monde, des rosellas cramoisies d'Australie aux perroquets fouisseurs d'Argentine.
"Il serait intéressant de voir quelles sortes de changements au niveau de l'ADN sous-tendent les différences de coloration au sein et entre les différentes espèces de perroquets, " a déclaré Cooke.
