Les scientifiques travaillent dur pour contrecarrer une mouche suceuse de sang qui décime les populations de pinsons charismatiques qui ont aidé Charles Darwin à formuler la théorie de l’évolution.
Dans une nouvelle étude prometteuse menée par des chercheurs de l’UConn, ils découvrent que les populations de pinsons vivant en milieu urbain sont d’une manière ou d’une autre plus susceptibles de survivre aux impacts néfastes du parasite invasif, ce qui donne de l’espoir pour les efforts de conservation. Les conclusions sont publié dans Biologie du changement global.
La mouche vampire aviaire, Philornis downsi, originaire de l’Amérique du Sud continentale, a été découverte pour la première fois aux Galapagos dans les années 1950 et reconnue comme un problème important en 1997, explique Sarah, co-premier auteur de l’étude et professeure agrégée d’écologie et de biologie évolutive de l’UConn. Knutie.
Bien que les mouches adultes se nourrissent de matière organique en décomposition et ne soient pas parasites, elles pondent leurs œufs dans les nids d’oiseaux où, une fois éclos, les larves se nourrissent du sang des oiseaux nicheurs, ce qui entraîne souvent des conséquences dévastatrices. La mouche est désormais présente sur presque toutes les îles de l’archipel, et les scientifiques s’efforcent de déterminer quels seront les effets à long terme sur les populations d’oiseaux indigènes.
« Presque toutes les études ont révélé un effet significatif de la mouche sur la survie des oisillons et cette mouche peut tuer jusqu’à 100 % des pinsons de Darwin nicheurs au cours d’une année donnée », explique Knutie. « Ces oisillons meurent essentiellement par exsanguination, ce qui signifie que les larves sucent tout le sang, d’où le nom de mouche vampire aviaire. »
Avec des taux de mortalité aussi élevés, la survie des pinsons de Darwin est remise en question, et trouver comment lutter contre la mouche est une préoccupation majeure en matière de conservation, non seulement pour les chercheurs qui travaillent avec les oiseaux, mais également pour le parc national des Galapagos.
« La mouche n’affecte pas de la même manière toutes les espèces d’oiseaux des Galapagos », explique Knutie. « Certaines espèces d’oiseaux comme les moqueurs des Galapagos sont mieux défendues contre les mouches que les pinsons de Darwin et nous pensons que cela est dû au fait que les moqueurs compensent la perte d’énergie du parasite par le biais des parents qui nourrissent davantage les oisillons lorsqu’ils sont parasités, plutôt que lorsqu’ils sont parasités. Je ne suis pas parasité. »
Knutie a commencé à réfléchir aux variations potentielles dans la façon dont les mouches affectent les populations de pinsons de Darwin et elle a également noté que des études antérieures se concentraient sur les pinsons vivant dans des environnements naturels et non urbains, ce qui ne donne pas une image complète de toutes les populations de pinsons.
« Nous savons qu’il existe différentes disponibilités alimentaires pour les animaux dans les zones urbaines, alors j’ai commencé à me demander si les pinsons urbains étaient différemment affectés ou s’ils étaient peut-être mieux défendus contre les mouches parce qu’ils avaient accès à une nourriture différente », dit-elle. « Ces zones urbaines sont différentes à bien des égards, pas seulement par la disponibilité de nourriture, mais c’est là que j’ai commencé parce que je savais que les moqueurs sont mieux défendus car ils sont capables de nourrir davantage leurs oisillons. »
L’étude a eu lieu sur l’île de San Cristobal, qui abrite une grande ville, Puerto Baquerizo Moreno, avec une population d’environ 8 000 habitants. Les chercheurs ont manipulé expérimentalement le parasite dans des nids situés dans des zones urbaines et non urbaines, où ils ont retiré les parasites de certains nids. Ensuite, ils ont suivi la santé et la survie des pinsons et ont collecté un échantillon de sang pour suivre la perte de sang et étudier l’expression des gènes et les réponses immunitaires.
« Nous avons constaté que lorsque les nids n’étaient pas parasités, la survie des oiseaux nicheurs ne différait pas entre les zones urbaines et non urbaines, de sorte que l’urbanisation elle-même n’affectait pas la survie. Lorsque les nids étaient parasités, la survie était plus de six fois supérieure dans les oisillons urbains par rapport aux oisillons non urbains, dont la survie était presque nulle », explique Knutie.
Pour aller à la racine des différences de survie entre les contextes, les chercheurs ont adopté une approche transcriptomique.
Cynthia Webster, co-premier auteur et doctorante de deuxième année. étudiant en collaborateur et professeur agrégé Jill Wegrzyn, a été chargé de comprendre les mécanismes moléculaires derrière la façon dont le parasitisme et l’urbanisation influencent les résultats pour les pinsons, y compris l’expression différentielle des gènes immunitaires.
« Cette approche transcriptomique offre une vision plus globale de notre système », explique Webster. « Il est utile de comprendre les mécanismes moléculaires derrière ce que nous voyons et c’est là que cette analyse basée sur les omiques ajoute un niveau supplémentaire à notre étude. »
Webster a effectué une analyse de l’expression génique en examinant les données de séquence d’ARN pour voir ce qui était activement exprimé au moment où les échantillons ont été prélevés, en comparant spécifiquement les sites urbains et non urbains, les individus parasités et non parasités, et si l’oiseau est mort ou a survécu.
« En nous basant uniquement sur les voies immunitaires, nous constatons qu’une grande partie des différences entre les fiches parasitées urbaines et non urbaines résident dans les mécanismes de résistance et de tolérance. Nous avons zoomé sur les oisillons urbains parasités, où nous avons remarqué que les gènes différentiellement exprimés tombaient dans les voies. associés davantage à la tolérance et à la résistance immunitaire innée. Pendant ce temps, les oisillons non urbains montraient une résistance immunitaire plus adaptative », explique Webster.
Ils ont constaté qu’en général, le succès de l’envol chez les oiseaux urbains était associé à une réponse pro-inflammatoire, qui, selon eux, pourrait aider à empêcher les parasites de se nourrir. Les oiseaux non urbains ont effectivement exprimé des voies immunitaires, mais ils pensent que cela aurait pu être un dernier effort pour tenter de se défendre contre la mouche, mais cela s’est avéré inefficace car la plupart des oiseaux sont quand même morts. Ils ont également constaté que les oiseaux urbains consommaient probablement plus de protéines, confirmant les différences alimentaires entre les populations urbaines et non urbaines.
Les résultats sont encourageants, mais Knutie veut être clair : ils ne suggèrent pas que les îles Galapagos devraient être urbanisées ; cependant, les résultats laissent espérer qu’il y a quelque chose dans la population urbaine de pinsons qui améliore ses résultats.
« Si nous pouvons déterminer s’il s’agit de l’évolution des défenses ou s’il existe un facteur environnemental qui les aide, cela peut aider à éclairer les stratégies de conservation ou de gestion pour d’autres populations, afin que les populations d’oiseaux ne diminuent pas ou ne disparaissent pas. » dit Knutie. « Cela nous donne l’espoir que les plus grandes populations de pinsons de Darwin affectées par la mouche ne soient pas entièrement condamnées. Nous sommes toujours inquiets du fait que des populations plus petites soient confrontées à la mouche, mais peut-être que les informations de notre étude peuvent les aider.
Knutie dit que la prochaine étape consiste à déterminer si les pinsons urbains ont développé des défenses ou s’il existe un facteur environnemental, tel que la disponibilité de nourriture, qui aide les pinsons à survivre aux mouches.
« Nous aimerions également étendre l’étude à toutes les îles, car il y a quatre îles dans l’archipel avec des populations humaines résidentes permanentes et chaque île a une population humaine de taille différente. Comme vous pouvez l’imaginer, à mesure que la taille de la ville augmente, la « Les infrastructures destinées à soutenir les humains se développent également. Nous espérons tester si les effets de l’urbanisation sur cette interaction oiseaux/parasites varient d’une île à l’autre, en fonction du type de degré d’urbanisation, pour voir s’ils sont cohérents », explique Knutie.
Knutie espère qu’ils pourront élucider les mécanismes clés qui contribueront à éclairer les futurs efforts de conservation et à contribuer aux efforts en cours.
Dans l’aire de répartition naturelle, les populations de mouches sont probablement contrôlées par des prédateurs naturels comme les guêpes parasitoïdes ou les fourmis, explique Knutie. Cependant, ces mécanismes de contrôle naturels ne sont pas présents aux Galapagos. Certains travaux sont en cours pour étudier et explorer l’introduction potentielle de contrôles naturels, mais ces mesures peuvent être coûteuses et prendre du temps. Cependant, il ne reste peut-être plus beaucoup de temps à certaines populations de pinsons de Darwin.
« Par exemple, le pinson des mangroves compte moins de 100 individus dans l’ensemble de l’espèce, ce qui en fait l’une des espèces d’oiseaux les plus menacées au monde », explique Knutie. « Ils n’ont pas le temps de développer leurs défenses naturelles, c’est pourquoi les scientifiques et le parc ont essayé de trouver comment gérer cette mouche pour ces populations qui n’ont tout simplement pas le temps. Pour les populations plus importantes, nous avons un peu plus de temps pour comprendre pourquoi ils ne réussissent pas si bien contre la mouche, et peut-être les aider à mieux se défendre. Si c’est l’évolution qui agit sur les pinsons urbains, alors peut-être que cela nous donne l’espoir qu’il y a une chance pour que d’autres populations développent des défenses contre la mouche. »
Plus d’information:
Sarah A. Knutie et al, La vie urbaine peut sauver les pinsons de Darwin des effets mortels des mouches vampires invasives, Biologie du changement global (2024). DOI : 10.1111/gcb.17145