La génomique
09/07/12 16:19

L'ours polaire, cinq fois plus vieux que ce que l'on croyait

Les études à son sujet nous apprennent que, en tant qu'espèce, le carnivore le plus grand de l'Arctique a 600.000 ans
Ours polaire.

Les ours polaires sont beaucoup plus vieux que ce que l'on pensait. Cinq fois plus, en fait. Une équipe scientifique internationale a présenté des preuves que l'origine du carnivore le plus grand d'Arctique en tant qu'espèce indépendante remonte à quelque 600.000 ans, selon ce qu'ils expliquent dans un article publié dans la revue Science. Les résultats ont des implications sur les efforts afin de conserver cette espèce arctique en danger d'extinction.

L'étude, dirigée par le personnel du Centre de Recherche en Biodiversité et Changement Climatique (Allemagne) , et à laquelle ont participé le Service de Pêche et Vie Sauvage (Etats-Unis), l'Université de Lund (Suède) et le CSRC (Conseil Supérieur de Recherches Scientifiques d'Espagne), s'est basée sur une analyse de l'information contenue dans le génome nucléaire des ours polaires et ours bruns.

Il est très difficile de mettre à jour l'histoire évolutive des ours polaires, vu qu'ils ont tendance à passer la majeure partie de leur vie dans la banquise et, en général, ont l'habitude d'y mourir. Par conséquent, les restes de ces animaux disparaissent dans les fonds marins, où ils sont pulvérisés par les glaciers ou restent cachés. Pour cette raison, compter sur des fossiles d'ours polaires est peu fréquent.

Les études précédentes notaient que l'ancêtre de l'ours polaire pourrait avoir été un ours brun ayant vécu il y a quelque 150.000 ans. Cette même étude s'est basée sur l'ADN des mitochondries, organites souvent décrits comme les « centrales énergétiques de la cellule ».

Adoptant une perspective différente, l'équipe s'est focalisée à étudier à fond l'information génétique contenue dans le noyau cellulaire. L'auteur principal de l'étude, Frank Ailer du Centre de Recherche en Biodiversité et Climat (BiK-F) de Francfort (Allemagne), explique que « au lieu de l'approche traditionnelle basée sur l'étude de l'ADN mitochondrial, nous avons étudié de nombreux fragments d'ADN nucléaire qui se transmettent indépendamment les uns des autres et nous avons établi les caractéristiques de ces fragments, ou marqueurs génétiques, sur de nombreux ours polaires et ours bruns ».

Concrètement, la nouvelle recherche s'est basée sur l'analyse de l'ADN nucléaire issu de 19 exemplaires d'ours polaires, 18 exemplaires d'ours bruns et 7 exemplaires d'ours noirs (Ursus americanus). Les différences détectées entre les génomes indiquent que l'espèce polaire et la brune se différencièrent d'un ancêtre commun il y a 600.000 ans, à la moitié du Pléistocène.

Avec cette découverte, l'ancêtre de l'actuel ours polaire a eu beaucoup de temps pour coloniser l'Arctique et s'adapter à ses dures conditions. Se basant sur l'analyse de l'ADN mitochondrial, les scientifiques avaient précédemment considéré que les ours polaires constituaient un exemple de l'adaptation étonnamment rapide d'un mammifère à des climats froids.

Les adaptations spécifiques de l'ours polaire, qui incluent sa peau noire, son pelage blanc et la plante de ses pieds recouverte de poils, paraissent aujourd'hui moins surprenantes. Hailer a expliqué que, en fait, le génome de l'ours polaire contient une grande quantité d'information génétique distincte, ce qui a beaucoup de sens, étant donné toutes les adaptations exclusives des ours polaires.

Les études précédentes de l'ADN mitochondrial avaient indiqué que les ours polaires étaient beaucoup plus récents en tant qu'espèce indépendante. La chercheuse du CSRC à la Station Biologique de Doñana, Jennifer Leonard, qui a participé à l'étude, explique que « les similitudes entre l'ADN mitochondrial des deux espèces pourraient indiquer l'hybridation entre femelles brunes et mâles polaires, dont la descendance s'est intégrée à la population polaire ». Ce qui veut dire que, malgré la divergence initiale des deux espèces distinctes, les ours polaires et les ours bruns entrèrent en contact, ce qui peut-être dû à des changements climatiques qui eurent lieu dans le passé.

L'ADN mitochondrial que possèdent les ours polaires actuels a probablement été hérité d'une femelle ours brun qui s'accoupla avec des ours polaires à un moment durant la fin du Pléistocène. Et il semble que la majeure partie du génome nucléaire n'a pas été affecté par cette hybridation, de telle sorte que les ours polaires ont maintenu leurs particularités génétiques.

« Chaque partie du génome raconte sa propre histoire. Dans notre étude, nous avons analysé l'ADN nucléaire qui est transmis par les deux géniteurs. Ceci offre une image plus détaillée et précise de l'histoire évolutive d'une espèce que l'ADN mitochondrial, qui est transmis uniquement par la mère », commenta un des auteurs principaux de l'étude, Axel Janke, également mebre du BiK-F. « Déduire l'histoire évolutive d'une espèce en se basant uniquement sur l'ADN mitochondrial est comme résoudre un casse-tête en ayant seulement très peu de pièces disponibles. Pour obtenir une image complète, il est nécessaire d'étudier de nombreux marqueurs génétiques » conclut-il.

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A l'avant-garde

La génomique est synonyme d'avant-garde technologique. Une technologie de pointe et pas si chère. Le premier pas fut initié en lisant les presque 3.000 millions de « lettres » que forment le génome humain. Il y a de cela dix ans et grâce à cela s'est ouvert un nouveau monde de possibilités pour la biologie, la médecine et aussi les sciences qui étudient l'évolution des espèces.

En une décennie l'évolution exponentielle qu'a vécu la technologie de la génomique a permis de réduire de manière substantielle les coûts de séquençage génétique, ce qui a permis d'amplifier l'éventail d'espèces analysées. Le génome du panda fut mis à jour en 2010 et actuellement les scientifiques du monde entier poursuivent l'objectif de séquencer plus de 10.000 espèces de vertébrés afin d'étudier leur évolution.

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