Les lions du Cap parcouraient les plaines herbeuses de Cape Flats en Afrique du Sud, dans ce qui est maintenant connu sous le nom de Western Cape Providence. Lorsque les Européens sont arrivés en Afrique du Sud au milieu des années 1600, les lions du Cap, ainsi que de nombreux autres carnivores et herbivores africains, étaient chassés dans le cadre d’une pratique agricole visant à protéger le bétail et les humains. Au milieu des années 1800, moins de 200 ans après l’arrivée des Européens, les lions du Cap avaient été chassés jusqu’à l’extinction.
Les naturalistes européens ont décrit le lion du Cap comme ayant une crinière particulièrement noire et comme étant morphologiquement distinct. Cependant, d’autres représentations et descriptions de lions du Cap provenant de peuples autochtones font état d’une coloration de crinière mixte ou claire. Pour faire la lumière sur cet écart, une étude récente publié dans le Journal de l’héréditédirigé par une équipe de chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, a comparé la diversité génétique et le caractère distinctif des lions du Cap aux lions modernes dans 13 pays africains.
L’équipe comprend des chercheurs de l’Institut Carl R. Woese de biologie génomique, dont la chercheuse postdoctorale et première auteure Alida de Flamingh, le professeur d’anthropologie Ripan Malhi (co-leader CIS/GSP/GNDP/IGOH), le professeur de sciences animales Alfred Roca. (EIRH/GNDP) et professeur agrégé de biologie intégrative Julian Catchen (CIS/GNDP), ainsi que des biologistes de l’Université Roosevelt et du Field Museum.
« Ce qui est intéressant, c’est que le nom scientifique du lion du Cap, Panthera leo melanochaitus, signifie littéralement crinière noire, mais cette description était basée sur un seul spécimen », a déclaré Julian Kerbis Peterhans, professeur émérite à l’Université Roosevelt. « Historiquement, nous voyons de nombreux exemples de créatures grandes et attrayantes comme les lions, où tout le monde veut prétendre en avoir découvert une nouvelle, sans prendre en compte la variation de la population, ni même si cette espèce est unique. »
Des recherches antérieures se sont concentrées sur des segments limités du génome du lion du Cap, offrant la première indication que ces lions pourraient ne pas être aussi distincts qu’on le pensait initialement. Cependant, cette étude représente le premier examen complet de l’ensemble du génome du lion du Cap par rapport aux populations contemporaines de lions en Afrique.
L’équipe a collecté des échantillons de deux crânes de lion du Cap actuellement conservés au Field Museum. Ces crânes ont été initialement exposés à l’Institut sud-africain du Cap (1828-1838) en tant que composants intégrés des montures de taxidermie. L’histoire bien documentée des crânes a permis aux chercheurs de contextualiser la diversité des lions du Cap dans un laps de temps précis.
« Contrairement à la plupart des autres spécimens de lions du Cap dans le monde, ces spécimens avaient une histoire traçable et un lieu de collecte géographique, ils avaient donc un pedigree », a déclaré Thomas Gnoske, biologiste au Field Museum. « En tant que tel, c’était une grande opportunité et un grand défi de voir ce que l’application des méthodes génomiques les plus récentes pouvait nous apprendre sur ces spécimens. »
Les données génomiques collectées sur les crânes ont été comparées à 118 mitogenomes et génomes nucléaires existants de 53 autres lions à travers l’Afrique. À l’aide d’analyses génomiques complémentaires, ils ont découvert que le génome des lions du Cap était diversifié et ont démontré des liens génomiques avec d’autres lions du sud et de l’est de l’Afrique. Bien que les chercheurs reconnaissent la limitation de ne disposer que de deux échantillons de lions du Cap, ils ont souligné que les résultats indiquent que les caractéristiques génétiques des lions du Cap sont toujours présentes dans les populations historiques et contemporaines de lions de ces régions d’Afrique.
« L’une des choses les plus surprenantes a été que nous avons trouvé une telle diversité génétique dans la population de lions du Cap », a déclaré de Flamingh. « Les deux crânes provenaient de la même petite zone, mais ils avaient des lignées d’ADN mitochondrial et des génomes nucléaires très différents. Cela nous indique qu’il y avait des lions très diversifiés génétiquement vivant au Cap avant leur disparition. »
Les chercheurs ont également découvert que les génomes des lions du Cap présentaient une forte hétérozygotie et manquaient de traits généralement associés aux petites populations et à la consanguinité, caractéristiques fréquemment observées chez les espèces menacées confrontées à un déclin de leur population. Cette absence inattendue de tels traits dans le génome du lion du Cap est particulièrement remarquable, compte tenu de la proximité de la collection de crânes avec l’extinction de l’espèce.
« Les espèces contemporaines qui sont en danger critique d’extinction et à haut risque d’extinction, comme le rhinocéros ou le putois d’Amérique, ont souvent des populations effectives très petites, ce qui conduit à la consanguinité et au manque d’hétérozygotie », a expliqué de Flamingh. « Les lions du Cap n’avaient aucune de ces signatures génomiques. Cela signifie que les lions du Cap ont été chassés si rapidement que leurs génomes n’ont pas eu le temps d’accumuler les signatures d’une petite population à long terme. »
La richesse observée dans le génome du lion du Cap implique que ces lions présentaient probablement des variations phénotypiques significatives, notamment une coloration diversifiée de la crinière. Cela correspond plus étroitement aux descriptions alternatives et aux perspectives autochtones de l’espèce, qui, selon les chercheurs, soulignent l’importance d’incorporer divers systèmes de connaissances pour améliorer notre compréhension de l’histoire des espèces.
« Pour moi, le grand point à retenir de cette étude ne concerne pas spécifiquement les lions du Cap », a déclaré Malhi. « Les informations que nous avons obtenues à partir des données génomiques et de l’analyse ne correspondaient pas à ce que l’on pensait des lions du Cap sur la base des descriptions coloniales. Cette étude est un bon exemple montrant que l’identification de spécimens types à l’aide d’informations provenant de personnes qui ne sont pas originaires de cette région peut entraîner ignorer la diversité d’une population qui est importante pour comprendre l’évolution.
L’équipe suggère que cette découverte fournit des informations pour façonner les futures stratégies de conservation, en particulier pour les espèces de lions contemporaines en Afrique. Les résultats soulignent l’importance des parcs transnationaux et d’une connectivité génétique accrue entre les populations à travers l’Afrique afin de maintenir la diversité et le flux génétiques.
« Travailler avec des musées, tels que le Field Museum, constitue une opportunité passionnante d’appliquer les analyses d’ADN ancien pour mieux comprendre les interactions homme-animal », a déclaré de Flamingh. « Je pense que c’est un domaine qui va être de plus en plus étudié à mesure que notre technologie génétique continue de progresser. »
Plus d’information:
Alida de Flamingh et al, L’analyse génomique soutient la connectivité de la population du Cap Lion avant l’éradication et l’extinction coloniales, Journal de l’hérédité (2023). DOI : 10.1093/jhered/esad081