Le fleuve Amazone abrite la plus grande biodiversité de poissons d'eau douce au monde. Quelle est l'origine de cette abondance d'espèces ? Chercheurs à l'Université de Genève (UNIGE), La Suisse, ont intégré une gamme de facteurs potentiels dans un modèle statistique unique pour étudier la genèse de la diversité génétique au sein d'une espèce typique, la sardine amazonienne. Publié dans la revue PLOS UN , leur étude décrit la contribution de chaque facteur et les synergies à l'œuvre. Cette approche, qui peut facilement être utilisé pour n'importe quelle espèce, pourrait être intégré à l'étude d'impact des différents projets envisagés, comme la création de nouveaux barrages sur l'Amazone, ainsi que toute altération humaine à grande échelle dans divers écosystèmes.

L'immense réseau d'affluents et la diversité des milieux drainés par le fleuve Amazone peuvent expliquer l'apparition fréquente de nouvelles espèces. Être capable d'identifier les nombreux facteurs de diversification impliqués, leur contribution respective et leurs interactions sont essentielles pour notre compréhension de l'origine de nouvelles espèces, la préservation des espèces et pour anticiper les conséquences des activités humaines. "Nous avons utilisé une méthode d'analyse qui combine des techniques génétiques et mathématiques, qui compare les différents facteurs à la recherche de corrélations, " dit Juan Montoya-Burgos, chercheur au Département de génétique et évolution de la Faculté des sciences de l'UNIGE.

L'Amazonie coupée en deux lors des glaciations

En collaboration avec des chercheurs des Universités de São Paulo et Rondônia, au Brésil, les scientifiques ont sélectionné la sardine amazonienne comme espèce représentative de l'ensemble du bassin, qui couvre plus de 7 millions de kilomètres carrés, et collecté des échantillons de nombreux affluents de l'Amazone. Ils ont découvert que cette espèce contient trois populations génétiquement très différentes, avec des variations au sein d'une même population. « Des facteurs multiples, comme la végétation des plaines inondables ou la composition chimique de l'eau, précédemment proposés comme facteurs individuels de divergence, ont en effet agi ensemble et souvent en synergie, diviser cette espèce en trois lignées distinctes, " ajoute Luiz Jardim de Queiroz, chercheur à l'UNIGE et premier auteur de l'étude.

L'un de ces facteurs remonte à une époque géologique récente, le Pléistocène supérieur (il y a 500'000 à 12'000 ans). Pendant les périodes climatiques sèches de cette époque, les eaux blanches de la Haute Amazone ont été temporairement déconnectées des eaux sombres de la Basse Amazone. L'isolement des sardines dans les deux régions a conduit à une spécialisation adaptative aux deux types d'eau, dont la composition chimique diffère - notamment en acidité et en quantité de limon - au point que les poissons ne se mélangent plus lorsque ces eaux se rejoignent.

C'est la première fois que la contribution de chaque facteur, seul ou combiné, est révélé à l'aide d'un modèle statistique qui permet d'identifier, parmi tous les facteurs proposés et mesurés, lesquels expliquent les changements de la variable d'intérêt, dans ce cas, la diversité génétique au sein d'une espèce. « Dans le cas des sardines, l'interaction de l'impact des chutes d'eau et de la distance géographique entre les populations de sardines est responsable de 38% de leur différenciation génétique. L'effet de la taille de la plaine inondable explique à lui seul 23 % de cette différenciation. Cet effet, beaucoup plus important qu'on ne le pensait auparavant, repousse le rôle de la chimie de l'eau, dont l'incidence a été beaucoup soulignée, à seulement 3%", dit Luiz Jardim de Queiroz.

Développer des stratégies de conservation appropriées

Modifications humaines du paysage amazonien, comme les nouveaux barrages prévus dans les principaux affluents de l'Amazone, aura également un impact sur les processus de différenciation génétique des organismes aquatiques et menacera leur diversité :« Développer des stratégies de conservation dans ces zones, des évaluations devraient être faites pour déterminer la diversité des espèces et le rôle joué par les particularités du paysage, comme les cascades, composition de l'eau, la taille de la plaine inondable et la composition de la végétation, " explique Juan Montoya-Burgos.

Les résultats obtenus avec cette analyse complexe de corrélations multiples illustrent la puissance de la méthodologie appliquée, pour la première fois, dans l'étude de la biodiversité amazonienne. Cette approche, qui peut inclure autant de facteurs que souhaité, conduit à une estimation plus précise de l'impact de l'intervention humaine dans divers écosystèmes terrestres ou aquatiques, car il peut être facilement mis en œuvre pour n'importe quelle espèce.