Des percées réalisées alors que les scientifiques séquencent les génomes de requins en voie de disparition

Les premières séquences génomiques au niveau chromosomique des grands requins-marteaux et des requins-taupes bleus ont montré que les deux espèces ont connu des déclins de population majeurs au cours d’une histoire de 250 000 ans. La faible diversité génétique et les signes de consanguinité sont préoccupants pour les grands requins-marteaux en danger critique d’extinction, dont les populations surexploitées ont chuté. Avec des niveaux plus élevés de diversité génétique, les requins-taupes bleus peuvent être plus résistants aux changements environnementaux ; c’est-à-dire si la pression de pêche actuelle sur eux est considérablement réduite.

« Avec leurs génomes entiers déchiffrés à haute résolution, nous avons une bien meilleure fenêtre sur l’histoire évolutive de ces espèces en voie de disparition », déclare le professeur Mahmood Shivji.

C’est une image surprenante qui décrit une étape importante dans la science de la conservation des requins. Le professeur Shivji, le professeur Michael Stanhope et leurs collaborateurs ont jeté un coup d’œil dans l’histoire en séquençant au niveau chromosomique les génomes (plan génétique complet) des grands requins-marteaux et des requins-taupes bleus. Leur chronologie ADN montre que leurs populations ont considérablement diminué sur 250 000 ans.

Ce que les scientifiques ont également découvert est plus inquiétant : les grands requins-marteaux ont une faible variation génétique, ce qui les rend moins résistants pour s’adapter à notre monde en évolution rapide. L’espèce montre également des signes de consanguinité, un problème qui peut réduire la capacité de survie de ses populations. Le requin-taupe bleu, cependant, a montré une plus grande diversité et une consanguinité limitée, une lueur d’espoir dans le climat de conservation sombre.

Comprendre le changement sur une si longue échelle de temps peut mettre en contexte l’état de conservation actuel de ces animaux en voie de disparition. Les résultats peuvent nous aider à nous orienter vers des stratégies de gestion beaucoup plus nuancées pour les requins.

Les résultats sont publiés dans un article de iScience intitulé « Les génomes des grands requins-marteaux et des requins-taupes bleus en voie de disparition révèlent des déclins historiques de la population et des niveaux élevés de consanguinité chez les grands requins-marteaux. » L’étude a été dirigée par le professeur Stanhope de l’Université Cornell et le professeur Shivji, directeur du centre de recherche sur les requins de la Fondation Save Our Seas et de l’institut de recherche Guy Harvey, de l’Université Nova Southeastern, avec des collaborateurs de l’Université Cornell, de l’Université Nova Southeastern, de l’Université Temple, de l’Université d’État des gouverneurs. , et la San Diego Zoo Wildlife Alliance.

Les scientifiques ont acquis et assemblé des séquences génomiques entières de grands requins-marteaux et de requins-taupes bleus et ont comparé leurs génomes avec les informations génomiques disponibles pour le requin-baleine, le requin blanc, le requin bambou à bandes brunes et la roussette nuageuse. Leurs méthodes ressemblent à la construction d’un puzzle complexe par des détectives scientifiques : assembler successivement à partir de minuscules fragments d’ADN différentes séquences comme une grande tapisserie patchwork qui détaille le plan de la vie. Atteindre le niveau chromosomique représente le dernier cri en matière de recherche de haute qualité sur la séquence du génome entier – et un exploit délicat à réaliser pour des espèces comme les requins qui ont d’énormes génomes.

L’application de techniques avancées vient au milieu de rapports sombres pour les requins et les raies.

« Les progrès techniques dans l’étude des génomes signifient que les approches de séquençage de l’ADN sont maintenant beaucoup plus puissantes et efficaces », déclare le professeur Stanhope. « Nous pouvons appliquer ces nouvelles technologies pour mieux comprendre l’organisme, des informations qui, nous l’espérons, pourront être exploitées pour protéger les requins et les raies. »

Bien que nous ne connaissions pas exactement les effets de la consanguinité chez les requins, les découvertes sur les loups et les guépards montrent que des traits problématiques peuvent s’installer avec le temps. Le résultat est souvent une survie réduite de l’espèce. Le tableau des grands requins-marteaux – surpêchés et commercialisés pour leurs ailerons – est inquiétant. Mais sans ces connaissances génétiques essentielles, nous serions incapables de modifier la façon dont leurs populations vulnérables sont actuellement gérées.

Les chercheurs sont prudents quant à la surestimation des résultats.

« La génétique a tellement progressé que les génomes au niveau chromosomique sont l’attente d’un génome de qualité de référence pour les espèces. Cependant, la recherche sur la conservation présente ses propres défis pour y parvenir de manière cohérente et à la résolution attendue dans d’autres domaines. » Le professeur Shivji ajoute que « l’obtention d’échantillons de tissus de vertébrés marins menacés est un obstacle majeur. Vous pouvez assembler le génome avec un seul échantillon de tissu d’un seul requin, mais la circonstance idéale serait de séquencer les génomes de plusieurs individus de différentes parties de leur océan. gamme, une entreprise éthiquement difficile et coûteuse. »

En effet, les chercheurs déclarent cela comme une limitation de leur étude actuelle. Les limites éthiques au travail avec des espèces menacées signifient que les généticiens de la conservation doivent équilibrer les dernières avancées avec le respect des populations fragiles qu’ils étudient. En plus de révéler la diversité génétique et le statut fragile de deux espèces de requins en voie de disparition, les chercheurs espèrent que leurs résultats fourniront ce qu’ils appellent des génomes de qualité de référence, à partir desquels la future science fondamentale pourra s’appuyer pour améliorer ce que nous savons sur les requins.

Certes, à mesure que de nouvelles possibilités se présentent, nos connaissances sur le modèle des requins contribueront à renforcer notre compréhension de ces espèces écologiquement importantes et à conserver leurs populations vulnérables.