Pourquoi les espèces disparaissent-elles ? C'est la question primordiale posée par de nombreux chercheurs de premier plan. En savoir plus sur ce qui conduit à l'extinction d'une espèce pourrait permettre aux chercheurs de faire quelque chose à ce sujet. Le pigeon voyageur est un exemple célèbre, et l'espèce a été largement étudiée.

Le pigeon voyageur (Ectopistes migratorius) était autrefois présent en grand nombre en Amérique du Nord. Les archives parlent de troupeaux de passage qui ont assombri le ciel pendant plusieurs jours à la fois. L'espèce pourrait avoir culminé à 5 milliards d'individus. Une estimation plus prudente est de 3 milliards.

En peu de temps, l'espèce a complètement disparu. « Compte tenu de la taille énorme de la population, c'est tout simplement incroyable que l'espèce ait disparu si rapidement, " dit Tom Gilbert, professeur au Centre de géogénétique de l'Université de Copenhague et professeur adjoint à l'Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU).

Le rôle humain

L'histoire du pigeon voyageur est intéressante, en partie parce qu'il peut nous dire quelque chose sur comment et pourquoi les espèces disparaissent. Les Amérindiens comptaient également sur les pigeons voyageurs pour se nourrir. Mais au moins dans certaines parties de la gamme des pigeons voyageurs, les gens avaient appris à récolter l'espèce à un niveau durable qui ne menaçait pas de l'éradiquer.

Il était courant dans certaines régions d'Amérique du Nord de ne manger que de jeunes pigeons chassés la nuit, car cela ne semblait pas effrayer les oiseaux adultes ou les empêcher de re-nicher. Mais à partir de 1500 environ, des Européens plus agressifs sont venus sur le continent. La chasse aux pigeons voyageurs s'est développée et a abouti à une chasse massive de l'espèce tout au long des années 1800, avant que l'espèce ne s'effondre et ne disparaisse.

Les Européens étaient-ils alors vraiment les seuls à blâmer pour l'effondrement ? En 2014, une étude publiée dans la revue scientifique PNAS fortement suggéré que les humains étaient simplement la goutte finale dans la destruction d'une espèce qui était déjà vulnérable et se dirigeait vers l'oubli. Les chercheurs ont affirmé que malgré leur nombre énorme, les pigeons voyageurs étaient déjà en difficulté. La population de l'espèce est très variable, semblable aux lemmings, mais sur une plus longue période.

Quand les Européens sont arrivés, l'espèce était déjà en fort déclin. La population était en chute libre bien avant l'arrivée des Européens, et peut-être même les Européens ont-ils contribué à une augmentation à court terme du nombre. Les études de la variation génétique de l'espèce à l'aide d'une méthode d'investigation appelée PSMC ont constitué la base de ces affirmations.

Tous les chromosomes et gènes d'un individu se trouvent dans un seul génome, et ce génome est unique à chaque individu, sauf dans le cas de jumeaux identiques ou d'espèces comme les termites, où les individus sont en grande partie des clones identiques.

Voici le nœud du problème :la méthode PSMC peut utiliser les informations contenues dans les gènes d'un seul individu d'une espèce pour cartographier l'histoire de l'espèce. Ainsi, l'espèce s'est développée sur plusieurs générations, et les chercheurs peuvent estimer combien d'individus il y avait à un moment donné, tous basés sur un seul génome. En utilisant cette méthode, les chercheurs ont découvert que le nombre de pigeons voyageurs était en chute libre, avant même l'arrivée des Européens.

Bien que l'espèce ne se soit pas éteinte, il aurait considérablement diminué de toute façon, peut-être à seulement quelques centaines de milliers d'individus. Les gens n'étaient que le facteur final de leur disparition. Nous avons peut-être poussé les pigeons voyageurs de la falaise, mais l'espèce y était déjà en route.

Selon les chercheurs à l'origine de l'étude en PNAS , ce n'était pas seulement la faute des Européens. Cela semble presque trop beau pour être vrai qu'ils pourraient proposer quelque chose d'aussi définitif sur la base d'informations provenant d'une ou de quelques personnes. Et dans ce cas, c'est le cas, du moins selon une nouvelle étude récemment publiée dans la revue Science .

Inefficace pour les pigeons voyageurs

Le problème est que la méthode PSMC ne peut pas être utilisée sur les pigeons voyageurs. La nouvelle recherche en Science donne des résultats complètement différents. La biologiste moléculaire de premier plan Beth Shapiro est l'auteur principal du Science article, et Tom Gilbert est l'un des contributeurs de l'étude.

PSMC est basé sur l'hypothèse que les variations génétiques se produisent de manière relativement uniforme tout au long des chromosomes qui constituent le génome. C'est-à-dire, les changements génétiques sont tout aussi susceptibles de se produire aux extrémités d'un chromosome qu'au milieu. Mais il s'avère que ce n'est pas le cas pour cette espèce. "Les pigeons voyageurs n'ont pas les modèles de variation auxquels nous nous attendions, en raison de la forte sélection de gènes qui semblent avoir été importants tout au long de l'histoire de l'espèce. Donc ça ne marche pas d'utiliser PSMC dans ce cas, " dit Gilbert.

Chez les pigeons voyageurs, la majeure partie de la diversité génétique a été trouvée aux extrémités du chromosome. Le milieu du chromosome a montré peu de variation d'une génération à l'autre en raison de la sélection sur ces gènes. Ce fait peut ne pas sembler révolutionnaire, mais il donne des résultats complètement différents en lisant l'histoire de l'espèce basée sur le génome d'un seul individu.

Les chercheurs doivent tenir compte du fait que les variations sont plus importantes dans certaines parties du chromosome plutôt que uniformément réparties. Cela rend la méthode PSMC inutilisable dans ce contexte. Les chercheurs à l'origine de l'article de Science n'a pas utilisé la méthode PSMC. Au lieu, ils ont utilisé l'ADN mitochondrial de 41 pigeons voyageurs comme point de départ.

L'ADN mitochondrial est un héritage séparé trouvé dans certains organites cellulaires appelés mitochondries. L'ADN régulier est une combinaison de l'héritage du père et de la mère. Mais l'ADN mitochondrial n'est transmis que par la mère. Des variations dans l'ADN mitochondrial se produisent également en raison de mutations, et se produisent de manière relativement constante au fil du temps. C'est un point de départ différent pour comprendre comment une espèce se développe dans le temps, et les résultats peuvent être très différents de ceux générés en utilisant la méthode PSMC.

En outre, l'étude présentée dans Science ont analysé les génomes entiers de quatre pigeons voyageurs et les ont comparés à deux génomes de pigeons à queue barrée (Patagioenas fasciata), l'un des plus proches parents du pigeon voyageur. Le résultat final était que la nouvelle étude a produit des réponses complètement différentes sur les pigeons voyageurs et pourquoi l'espèce a rencontré sa disparition.

Diversité génétique

La nouvelle étude est intéressante pour plusieurs raisons. Il rend compte de la diversité génétique du pigeon voyageur, mais soutient également une explication entièrement différente de l'extinction de l'espèce. Les scientifiques pensaient auparavant que plus la population d'une espèce est grande, plus il sera génétiquement diversifié. Mais cette théorie s'est avérée fausse, comme l'ont montré les récentes recherches sur les pigeons voyageurs.

D'après l'article de Science , la taille importante de la population semble avoir permis aux pigeons voyageurs de s'adapter et d'évoluer plus rapidement, et ainsi éliminer les mutations nuisibles. Chez les espèces avec moins d'individus, le hasard peut faire persister une mutation moins bénéfique, mais le hasard joue moins dans les espèces à plus grand nombre d'individus.

"Les mutations qui offrent un avantage évolutif majeur se propageraient rapidement, " dit Gilbert.

Le fait que les mutations bénéfiques soient devenues incroyablement dominantes si rapidement a simplement conduit à la disparition d'autres variantes génétiques. Cela a conduit à la diversité génétique du pigeon voyageur étant étonnamment faible par rapport au nombre d'individus. Cela a peut-être rendu l'espèce plus vulnérable aux changements. Mais ce n'est pas pour cela que le pigeon voyageur s'est éteint.

"Le pigeon voyageur s'est éteint à cause des gens, " dit Gilbert.

Le pigeon voyageur n'était pas en difficulté avant l'arrivée des Européens en Amérique du Nord. Rien ne suggère que l'espèce se débattait de quelque façon que ce soit. Ce n'est peut-être pas si surprenant. Dans le 19ème siècle, les pigeons voyageurs étaient si nombreux qu'il y avait des concours pour en tirer le plus possible pendant un certain temps. Dans une compétition, le gagnant avait tiré 30, 000 oiseaux.

Si rien d'autre, l'histoire du pigeon voyageur a contribué à une meilleure compréhension du fait que même les espèces prolifiques peuvent disparaître.

La grande sauterelle Melanoplus spretus de l'ouest des États-Unis a subi le même sort. Il est passé d'une population de plusieurs milliers de milliards à zéro en quelques décennies, peut-être parce que les agriculteurs ont détruit ses aires de reproduction. En Norvège et dans tout l'Atlantique Nord, le grand pingouin (Pinguinus impennis) s'est éteint après que les gens les ont récoltés en grand nombre.

Les gens ont mangé des pigeons voyageurs en quantités énormes, mais ils ont aussi été tués parce qu'ils étaient perçus comme une menace pour l'agriculture. Alors que les Européens migraient à travers l'Amérique du Nord, ils ont éclairci et éliminé les grandes forêts dont dépendaient les pigeons. Les pigeons vivaient principalement de glands. Comme l'espèce était déjà en train de disparaître, 250, 000 oiseaux-le dernier grand troupeau-ont été abattus en une seule journée en 1896. Cette même année, le dernier pigeon voyageur a été observé en Louisiane. Il a également été abattu.

Les pigeons dépendaient probablement d'un grand troupeau pour se reproduire. Leurs instincts n'ont pas fonctionné quand seuls quelques individus sont restés ici et là. Le dernier pigeon voyageur est mort au zoo de Cincinnati en 1914.