L'élevage de deux espèces parentales distinctes a donné naissance à une nouvelle lignée (appelée « Big Bird » par les chercheurs). Cette lignée a été déterminée comme étant une nouvelle espèce. Cette image est celle d'un membre de la lignée Big Bird. Crédit :Copyright P. R. Grant
L'arrivée il y a 36 ans d'un oiseau étrange sur une île isolée de l'archipel des Galapagos a fourni la preuve génétique directe d'une nouvelle manière dont de nouvelles espèces apparaissent.
Dans le numéro de cette semaine du journal Science , des chercheurs de l'Université de Princeton et de l'Université d'Uppsala en Suède rapportent que le nouveau venu appartenant à une espèce s'est accouplé avec un membre d'une autre espèce résidant sur l'île, donnant naissance à une nouvelle espèce qui compte aujourd'hui une trentaine d'individus.
L'étude est issue de travaux menés sur les pinsons de Darwin, qui vivent sur les îles Galapagos dans l'océan Pacifique. L'éloignement a permis aux chercheurs d'étudier l'évolution de la biodiversité due à la sélection naturelle.
L'observation directe de l'origine de cette nouvelle espèce a eu lieu lors des travaux de terrain menés au cours des quatre dernières décennies par B. Rosemary et Peter Grant, deux scientifiques de Princeton, sur la petite île de Daphné Major.
"La nouveauté de cette étude est que nous pouvons suivre l'émergence de nouvelles espèces dans la nature, " a déclaré B. Rosemary Grant, un biologiste de recherche senior, émérite, et biologiste principal au Département d'écologie et de biologie évolutive. "Grâce à notre travail sur Daphné Major, nous avons pu observer l'appariement de deux oiseaux d'espèces différentes, puis suivre ce qui s'est passé pour voir comment la spéciation s'est produite."
En 1981, un étudiant diplômé travaillant avec les subventions sur Daphne Major a remarqué le nouveau venu, un mâle qui chantait une chanson inhabituelle et qui était beaucoup plus gros en corps et en bec que les trois espèces d'oiseaux résidant sur l'île.
L'oiseau est membre de la G. fortis espèce, l'une des deux espèces qui se sont croisées pour donner naissance à la lignée Big Bird. Crédit :Copyright B.R. Accorder
"Nous ne l'avons pas vu voler de l'autre côté de la mer, mais nous l'avons remarqué peu après son arrivée. Il était si différent des autres oiseaux que nous savions qu'il n'était pas né d'un œuf sur Daphne Major, " dit Peter Grant, la classe de 1877 professeur de zoologie, Émérite, et professeur d'écologie et de biologie évolutive, émérite.
Les chercheurs ont prélevé un échantillon de sang et ont relâché l'oiseau, qui s'est ensuite reproduit avec un pinson terrestre moyen résident de l'espèce Geospiz fortis, initier une nouvelle lignée. Les Grants et leur équipe de recherche ont suivi la nouvelle « lignée Big Bird » pendant six générations, prélèvement d'échantillons de sang à des fins d'analyse génétique.
Dans l'étude actuelle, des chercheurs de l'Université d'Uppsala ont analysé l'ADN collecté sur les oiseaux parents et leur progéniture au fil des ans. Les enquêteurs ont découvert que le parent mâle d'origine était un grand pinson cactus de l'espèce Geospiza conirostris de l'île Española, qui se trouve à plus de 100 kilomètres (environ 62 miles) au sud-est de l'archipel.
La distance remarquable signifiait que le pinson mâle n'était pas en mesure de rentrer chez lui pour s'accoupler avec un membre de sa propre espèce et a donc choisi un partenaire parmi les trois espèces déjà présentes sur Daphne Major. Cet isolement reproductif est considéré comme une étape critique dans le développement d'une nouvelle espèce lorsque deux espèces distinctes se croisent.
La progéniture était également isolée sur le plan de la reproduction parce que son chant, qui est utilisé pour attirer des partenaires, était inhabituel et n'a pas réussi à attirer les femelles des espèces résidentes. La progéniture différait également des espèces résidentes par la taille et la forme du bec, ce qui est un indice majeur pour le choix du partenaire. Par conséquent, la progéniture accouplé avec des membres de leur propre lignée, renforcer le développement de la nouvelle espèce.
Les chercheurs supposaient auparavant que la formation d'une nouvelle espèce prend beaucoup de temps, mais dans la lignée Big Bird, cela s'est produit en seulement deux générations, selon les observations faites par les subventions sur le terrain en combinaison avec les études génétiques.
Un membre du G. conirostris espèce, cet oiseau s'est envolé d'environ 100 kilomètres pour établir une nouvelle maison sur l'île Galapagos de Daphne Major. Là, l'oiseau s'est accouplé avec un membre de la G. fortis espèces pour donner naissance à la lignée Big Bird. Crédit :Copyright B. R. Grant
Les 18 espèces de pinsons de Darwin dérivent d'une seule espèce ancestrale qui a colonisé les Galápagos il y a environ un à deux millions d'années. Les pinsons se sont depuis diversifiés en différentes espèces, et les changements dans la forme et la taille du bec ont permis à différentes espèces d'utiliser différentes sources de nourriture aux Galápagos. Une exigence critique pour que la spéciation se produise par l'hybridation de deux espèces distinctes est que la nouvelle lignée doit être écologiquement compétitive, c'est-à-dire bon à rivaliser pour la nourriture et d'autres ressources avec les autres espèces - et cela a été le cas pour la lignée Big Bird.
"Il est très frappant de constater que lorsque l'on compare la taille et la forme des becs de Big Bird avec les morphologies des becs des trois autres espèces habitant Daphne Major, les Big Birds occupent leur propre niche dans l'espace de la morphologie du bec, " dit Sangeet Lamichhaney, un boursier postdoctoral à l'Université Harvard et le premier auteur de l'étude. "Ainsi, la combinaison de variantes génétiques provenant des deux espèces de croisement en combinaison avec la sélection naturelle a conduit à l'évolution d'une morphologie du bec qui était compétitive et unique."
La définition d'une espèce a traditionnellement inclus l'incapacité de produire une descendance pleinement fertile à partir d'espèces croisées, comme c'est le cas pour le cheval et l'âne, par exemple. Cependant, ces dernières années, il est devenu évident que certaines espèces étroitement apparentées, qui évitent normalement de se reproduire, produisent en effet une progéniture qui peut transmettre des gènes aux générations suivantes. Les auteurs de l'étude ont déjà signalé qu'il y a eu une quantité considérable de flux de gènes parmi les espèces de pinsons de Darwin au cours des derniers milliers d'années.
L'un des aspects les plus frappants de cette étude est que l'hybridation entre deux espèces distinctes a conduit au développement d'une nouvelle lignée qui, après seulement deux générations, se comportait comme n'importe quelle autre espèce de pinsons de Darwin, a expliqué Leif Andersson, professeur à l'Université d'Uppsala, également affilié à l'Université suédoise des sciences agricoles et à l'Université A&M du Texas. "Un naturaliste qui serait venu à Daphné Major sans savoir que cette lignée est apparue très récemment aurait reconnu cette lignée comme l'une des quatre espèces de l'île. Cela démontre clairement la valeur des études de terrain de longue durée, " il a dit.
Il est probable que de nouvelles lignées comme les Big Birds soient apparues à plusieurs reprises au cours de l'évolution des pinsons de Darwin, selon les auteurs. La majorité de ces lignées ont disparu mais certaines peuvent avoir conduit à l'évolution des espèces contemporaines. "Nous n'avons aucune indication sur la survie à long terme de la lignée Big Bird, mais il a le potentiel pour devenir un succès, et il fournit un bel exemple d'une manière dont la spéciation se produit, " a déclaré Andersson. " Charles Darwin aurait été ravi de lire cet article. "
