Selon une nouvelle étude publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Les variations génétiques liées à l’urbanisation sous-tendent les différences physiques chez les lézards urbains, notamment des membres plus longs et des orteils plus gros qui montrent comment ces lézards ont évolué pour s’adapter aux environnements urbains.
L’urbanisation a radicalement transformé les paysages du monde entier, modifiant la façon dont les animaux interagissent avec la nature, créant des «îlots de chaleur» avec des températures plus élevées et nuisant à la biodiversité locale. Pourtant, de nombreux organismes survivent et même prospèrent dans ces environnements urbains, profitant de nouveaux types d’habitats créés par l’homme. Les chercheurs qui étudient les changements évolutifs des espèces urbaines ont découvert que certaines populations, par exemple, subissent des changements métaboliques dus à de nouveaux régimes alimentaires ou développent une tolérance accrue à la chaleur.
« L’urbanisation affecte environ les deux tiers de la Terre et devrait continuer à s’intensifier, il est donc important de comprendre comment les organismes pourraient s’adapter à des environnements changeants », a déclaré Kristin Winchell, professeur adjoint de biologie à NYU et premier auteur de l’étude. « À bien des égards, les villes nous fournissent des laboratoires naturels pour étudier le changement adaptatif, car nous pouvons comparer les populations urbaines avec leurs homologues non urbains pour voir comment elles réagissent à des facteurs de stress et à des pressions similaires sur de courtes périodes. »
Anolis cristatellus les lézards – une espèce de petit corps également connue sous le nom d’anole huppé de Porto Rico – se trouvent couramment dans les zones urbaines et boisées de Porto Rico. Des études antérieures menées par Winchell et ses collègues ont révélé que les Anolis cristatellus ont développé certains traits pour vivre dans les villes : ils ont des orteils plus larges avec des écailles plus spécialisées qui leur permettent de s’accrocher à des surfaces lisses comme les murs et le verre, et ont des membres plus longs qui les aident à sprinter dans des zones ouvertes.
Dans le PNAS étude, les chercheurs ont examiné 96 Anolis cristatellus lézards de trois régions de Porto Rico – San Juan, Arecibo et Mayagüez – comparant les lézards vivant dans les centres urbains à ceux vivant dans les forêts entourant chaque ville.
Ils ont d’abord confirmé que les populations de lézards dans les trois régions étaient génétiquement distinctes les unes des autres, de sorte que toute similitude trouvée entre les lézards des trois villes pourrait être attribuée à l’urbanisation. Ils ont ensuite mesuré leurs orteils et leurs pattes et ont découvert que les lézards urbains avaient des membres beaucoup plus longs et des orteils plus larges avec des écailles plus spécialisées sur leurs orteils, soutenant leurs recherches antérieures selon lesquelles ces traits ont évolué pour permettre aux lézards urbains de prospérer dans les villes.
Pour comprendre la base génétique de ces différences de traits, les chercheurs ont effectué plusieurs analyses génomiques sur l’ADN exomique, les régions du génome qui codent pour les protéines. Ils ont identifié un ensemble de 33 gènes trouvés dans trois régions du génome du lézard qui ont été associés à plusieurs reprises à l’urbanisation dans les populations, y compris des gènes liés à la fonction immunitaire et au métabolisme.
« Bien que nous ayons besoin d’une analyse plus approfondie de ces gènes pour vraiment savoir ce que signifie cette découverte, nous avons des preuves que les lézards urbains se blessent davantage et ont plus de parasites, donc des changements dans la fonction immunitaire et la cicatrisation des plaies auraient du sens. De même, les anoles urbains mangent des humains nourriture, il est donc possible qu’ils subissent des changements dans leur métabolisme », a déclaré Winchell.
Dans une analyse supplémentaire, ils ont trouvé 93 gènes chez les lézards urbains qui sont importants pour le développement des membres et de la peau, offrant une explication génomique de l’augmentation de leurs pattes et de leurs orteils.
« Les différences physiques que nous voyons chez les lézards urbains semblent se refléter au niveau génomique », a déclaré Winchell. « Si les populations urbaines évoluent avec des changements physiques et génomiques parallèles, nous pourrions même être en mesure de prédire comment les populations réagiront à l’urbanisation simplement en examinant les marqueurs génétiques. »
« Comprendre comment les animaux s’adaptent aux environnements urbains peut nous aider à concentrer nos efforts de conservation sur les espèces qui en ont le plus besoin, et même à construire des environnements urbains de manière à préserver toutes les espèces », a ajouté Winchell.
Les différences entre les lézards urbains s’appliquent-elles aux personnes vivant dans les villes ? Pas nécessairement, selon Winchell, car les humains ne sont pas à la merci des prédateurs comme les lézards. Mais les humains sont soumis à certains des mêmes facteurs urbains, notamment la pollution et des températures plus élevées, qui semblent contribuer à l’adaptation d’autres espèces.
Parmi les autres auteurs de l’étude figurent Shane Campbell-Staton de l’Université de Princeton, Jonathan Losos de l’Université de Washington à Saint-Louis, Liam Revell de l’Université du Massachusetts à Boston et de l’Universidad Católica de la Santísima Concepción au Chili, Brian Verrelli de l’Université du Commonwealth de Virginie et Anthony Genève. de l’Université Rutgers-Camden.
Plus d’information:
Winchell, Kristin M. et al, le parallélisme à l’échelle du génome sous-tend l’adaptation contemporaine chez les lézards urbains, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2216789120. doi.org/10.1073/pnas.2216789120