Nous considérons souvent les espèces comme séparées et distinctes, mais elles peuvent parfois se croiser et créer des hybrides. Lorsque cela se produit de manière constante dans une zone spécifique, cela forme ce que l’on appelle une zone hybride. Ces zones peuvent être très dynamiques ou remarquablement stables, et leur étude peut révéler des informations clés sur la manière dont les frontières entre les espèces évoluent – ou parfois s’estompent.
Dans une nouvelle étude publié dans Évolutiondes chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign décrivent une zone hybride entre deux espèces de manakin au Panama qui est globalement restée relativement stable au cours des 30 dernières années.
Les hybrides résultant d’une sélection d’espèces mixtes ne sont pas rares ; considérons, par exemple, le mulet (cheval-âne) ou le ligre (lion-tigre). Cependant, bon nombre de ces exemples classiques d’hybrides sont généralement stériles et n’existent que sous forme de croisements de première génération. En revanche, le long de la limite ouest du Panama, contre la mer des Caraïbes, une zone hybride à long terme existe entre deux espèces d’oiseaux, le manakin à collier doré et le manakin à collier blanc.
Des recherches antérieures menées il y a près de 30 ans sur cette zone hybride ont révélé que le centre génomique – où le génome de la population est composé à près de 50 % d’ADN à collier blanc et à 50 % d’ADN à collier doré – ne chevauchait pas la zone de transition phénotypique, la zone où la population passe visuellement d’un plumage plus doré à un plumage plus blanc. L’étude précédente avait révélé que ces deux zones étaient distantes d’environ 60 km et, jusqu’à récemment, il n’était pas clair s’il y avait eu des changements au fil des ans.
Kira Long, ancienne étudiante diplômée du laboratoire de Jeff Brawn, aujourd’hui chercheuse postdoctorale à l’Université de l’Idaho, et son équipe ont décidé de comparer la population actuelle de manakins dans la zone hybride à celles de l’étude précédente il y a environ 30 ans. Cela permettrait aux chercheurs de voir si le centre génomique ou la zone de transition phénotypique s’est déplacé au fil du temps et dans quelle mesure les traits génomiques et phénotypiques sont stables dans la population.
« Actuellement, les hybrides au centre génomique semblent phénotypiquement presque identiques aux manakins à collier doré », a expliqué Long. « Ils ont le collier jaune doré et le ventre vert foncé des manakins à collier doré. Ce qui est fou, c’est que ces hybrides sont les plus génétiquement mélangés entre les manakins blancs et les manakins à collier doré, et pourtant ils semblent presque identiques aux parents à collier doré, alors que les les oiseaux qui semblent visuellement les plus mélangés ont génétiquement une majorité d’ADN à collier blanc.
L’équipe de Long comprend les chercheurs de l’Illinois Jeff Brawn, professeur émérite de ressources naturelles et de sciences environnementales, Julian Catchen (CIS/GNDP), professeur associé de biologie intégrative, et son ancien étudiant diplômé Angel Rivera-Colón, ainsi que des collaborateurs de l’Université du Maryland College Park et de la Smithsonian Institution.
Pendant quatre ans, l’équipe a capturé et prélevé des échantillons de sang sur plus de 600 manakins répartis dans différentes zones de la zone hybride. Les échantillons de sang ont été séquencés à l’aide de RADseq pour examiner des milliers de marqueurs génomiques à travers le génome. Ceux-ci ont ensuite été comparés à des échantillons prélevés sur des spécimens de musée conservés à la Smithsonian Institution et utilisés dans l’étude originale plus ancienne. L’équipe a également mesuré les traits phénotypiques des oiseaux sauvages et historiques, connus pour différer entre les manakins à collier doré et ceux à collier blanc, y compris la coloration et la longueur des plumes.
Après avoir comparé les génomes des oiseaux historiques et sauvages, les chercheurs ont découvert que le centre génomique de la population n’avait pas bougé depuis environ 30 ans. Moins de 3 % des marqueurs génomiques testés ont changé au fil du temps. En outre, la zone de transition phénotypique était également restée stable, un seul trait (la couleur du ventre) ayant changé d’emplacement au fil du temps d’environ 10 km.
« Cela signifie que si vous alliez au même endroit dans la transition phénotypique de la zone hybride il y a 30 ans, vous verriez des oiseaux avec plus de ventre jaune, alors que si vous alliez au même endroit maintenant, vous verriez des oiseaux avec plus de ventre olive. -des ventres colorés », a déclaré Long. « Les ventres hybrides deviennent essentiellement plus foncés avec le temps. Cela peut signifier qu’il existe une sorte de sélection pour les ventres verts dans les populations où ils se propagent. »
Les hybrides ont un succès variable dans le règne animal selon les espèces mélangées. Il existe par exemple une zone hybride de peupliers, extrêmement stable, qui ne se déplace que lentement pendant les périodes interglaciaires, selon Long. Les hybrides de nombreuses espèces ont souvent moins de fitness que les espèces parentales parce qu’ils sont trop intermédiaires dans leurs traits, mais parfois les hybrides sont capables d’en tirer parti et de réussir, en utilisant des niches environnementales qui se situent entre les optimaux pour les espèces parentales.
Selon Long, la population de manakins hybrides semble se porter très bien, ce qui pourrait expliquer pourquoi la zone hybride est si stable. Bien qu’il existe des preuves d’une diminution du succès d’éclosion chez les hybrides – qui, selon Long, seront bientôt publiées dans son prochain article – elle note que c’est essentiellement la nature qui filtre les combinaisons génétiques entre les manakins à collier blanc et à collier doré qui ne fonctionnent pas. . Une fois éclos, la survie des hybrides semble similaire à celle des espèces parentales, et ils ne semblent pas avoir de problèmes pour trouver des partenaires, selon Long.
Les prochaines grandes étapes de ce système consisteront à déterminer si le choix des femelles affecte la sélection de phénotypes hybrides spécifiques et à déterminer l’architecture génomique sous-jacente de ces traits, a déclaré Long. Cela peut donner un aperçu de la raison pour laquelle les hybrides ressemblent généralement aux espèces à collier doré et pourquoi la zone de transition pour la couleur du ventre se déplace alors que d’autres traits phénotypiques restent relativement stables parmi les hybrides.
« On pense que les femelles préfèrent les couleurs à collier doré, et c’est peut-être la raison pour laquelle la couleur plus olive du ventre, qui est un trait des manakins à collier doré, se propage chez les hybrides », a déclaré Long. « Nous avons des preuves indirectes de cela, mais elles n’ont jamais été testées formellement, donc ce serait formidable d’obtenir cette dernière pièce du puzzle. »
Plus d’information:
Kira M Long et al, Introgression continue d’un trait secondaire de plumage sexuel dans une zone hybride aviaire stable, Évolution (2024). DOI : 10.1093/évolut/qpae076