UNIGE: la diversité génétique à l'exemple de la sardine amazonienne

Utilisant la génétique et les mathématiques, des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ...
UNIGE: la diversité génétique à l'exemple de la sardine amazonienne

UNIGE: la diversité génétique à l'exemple de la sardine amazonienne

Photo: UNIGE/James Martins

Utilisant la génétique et les mathématiques, des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont développé un modèle statistique pour étudier la genèse de la diversité génétique au sein d’une espèce donnée. Ils se sont basés sur l'exemple de la sardine amazonienne.

Le fleuve Amazone abrite la plus grande biodiversité de poissons d’eau douce du monde. L’immense réseau d’affluents et la diversité des milieux drainés entraînent l’apparition fréquente de nouvelles espèces, a indiqué mercredi l'UNIGE dans un communiqué.

Pouvoir identifier les nombreux facteurs de diversification impliqués, leurs contributions respectives et leurs interactions est essentiel pour la préservation des espèces et la prévision des conséquences des activités humaines.

'Nous avons utilisé une méthode d’analyse qui combine des techniques de génétique et de mathématiques, en y confrontant les différents facteurs possibles et en les corrélant entre eux', explique Juan Montoya-Burgos, chercheur au Département de génétique et évolution, cité dans le communiqué.

Coupé en deux au temps des glaciations

En collaboration avec des chercheurs des universités de São Paulo et de Rondônia, au Brésil, les scientifiques ont choisi la sardine amazonienne comme espèce représentative de l’ensemble du bassin, qui s’étend sur plus de 7 millions de kilomètres carrés.

Ils ont collecté des échantillons provenant de nombreux affluents de l’Amazone et découvert que cette espèce contient trois populations génétiquement très différentes, assorties de variations au sein d’une même population.

'Des facteurs multiples, tels que la végétation des plaines inondées ou la composition chimique de l’eau, auparavant proposés comme facteurs individuels de divergence, ont en fait agi conjointement et souvent en synergie, pour diviser cette espèce en trois lignées distinctes', ajoute Luiz Jardim de Queiroz, chercheur à l’UNIGE et premier auteur de l’étude.

Spécialisation adaptative

L’un de ces facteurs remonte à une époque géologique proche, le Pléistocène récent (-500’000 à -12’000 ans). Durant les périodes sèches de cette époque, les eaux troubles du Haut Amazone ont été temporairement déconnectées des eaux sombres du Bas Amazone.

L’isolation 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 révélée à l’aide d’un même modèle statistique qui permet d’identifier, parmi tous les facteurs proposés et mesurés, lesquels expliquent les changements dans la variable d’intérêt. En l’occurrence, 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 est responsable de 38% de leur différenciation génétique. L’effet de la taille des plaines inondables, pour sa part, explique à lui seul 23% de cette différenciation. Cet effet, beaucoup plus important que supposé, fait reculer le rôle de la chimie de l’eau à 3% seulement', indique Luiz Jardim de Queiroz.

Stratégies de préservation

Les modifications humaines qu’entraîneront par exemple les nouveaux barrages prévus dans des affluents majeurs de l’Amazone auront aussi un impact sur les processus de différenciation génétique des organismes aquatiques et menaceront leur diversité, selon les chercheurs.

'Pour élaborer des stratégies de préservation dans ces régions, des évaluations devraient être faites pour déterminer la diversité des espèces et le rôle joué par les particularités du paysage, telles que les cascades, la composition de l’eau et celle des plaines inondables', détaille Juan Montoya-Burgos.

Cette nouvelle approche, qui peut inclure autant de facteurs que souhaités, permet d’estimer de façon plus précise la portée des interventions humaines dans divers écosystèmes terrestres ou aquatiques. Elle peut être mise en oeuvre facilement pour n’importe quelle espèce, selon ces travaux publiés dans la revue PLOS ONE.

/ATS
 

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