La paruline de Bachman, un oiseau chanteur qui a été vu pour la dernière fois en Amérique du Nord il y a près de 40 ans, était une espèce distincte et non un hybride de ses deux espèces sœurs vivantes, selon une nouvelle étude dans laquelle les génomes complets de sept spécimens de musée de l’oiseau ont été séquencé. Les comparaisons du génome de la paruline de Bachman avec les parulines à ailes dorées et à ailes bleues ont également aidé les chercheurs à identifier un nouveau gène candidat impliqué dans la pigmentation des plumes dans le groupe. Un article décrivant l’étude, menée par des chercheurs de Penn State, souligne le rôle crucial que les collections de musées peuvent jouer dans la science et paraît le 16 juin 2023 dans la revue Biologie actuelle.
« La paruline de Bachman est le seul oiseau chanteur connu pour avoir récemment disparu en Amérique du Nord », a déclaré David Toews, professeur adjoint de biologie au Penn State Eberly College of Science et chef de l’équipe de recherche. « C’est l’une des trois espèces du genre Vermivora. Notre laboratoire étudie les deux espèces vivantes de ce genre, qui sont connues pour s’accoupler, produisant une progéniture hybride. »
Les parulines à ailes dorées et à ailes bleues produisent un éventail d’hybrides, mais deux types distincts de progéniture hybride, chacun avec une combinaison unique de la coloration de l’espèce parente, ont été au centre des préoccupations des ornithologues et des ornithologues. En effet, ces deux hybrides étaient considérés comme des espèces distinctes elles-mêmes, connues sous le nom de paruline de Brewster et paruline de Lawrence, jusqu’à ce qu’une étude approfondie des hybrides sauvages et, maintenant, l’analyse génétique moderne ait confirmé leurs origines hybrides. La paruline de Bachman éteinte ressemble à l’une de ces progénitures hybrides en coloration, il y avait donc une question de savoir si la paruline de Bachman était elle-même une espèce distincte ou si elle aurait également pu être un hybride.
L’équipe de recherche a recueilli sept spécimens de la paruline de Bachman dans des collections de musées et a extrait l’ADN des orteils des oiseaux. Ils ont ensuite effectué un séquençage du génome entier pour comparer le génome de la paruline de Bachman aux génomes existants des deux espèces vivantes du genre.
« Il n’est jamais facile d’obtenir de l’ADN pour le séquençage à partir de spécimens de musée », a déclaré Andrew Wood, le premier auteur de l’article, qui était technologue de recherche dans le laboratoire de Toews au moment de la recherche et est maintenant chercheur postdoctoral à l’Université de Minnesota. « Ces oiseaux ont été collectés il y a plus de cent ans et n’ont pas été conservés de manière particulière, mais nous avons pu extraire suffisamment d’ADN pour obtenir des séquences génomiques comparables à celles des espèces vivantes. »
Les génomes des parulines à ailes dorées et à ailes bleues sont très similaires, à l’exception de quelques régions impliquées dans la détermination des motifs de coloration des plumes de l’oiseau. En comparaison, le génome de la paruline de Bachman était très différent, ce qui indiquait aux chercheurs qu’il s’agissait en fait d’une espèce distincte.
« Nous n’avons qu’une petite taille d’échantillon pour le génome de la paruline de Bachman, mais l’une des découvertes intéressantes que nous avons vues en comparant les sept spécimens était qu’il y avait de longues » séries d’homozygotie « », a déclaré Toews. « Ce sont des régions du génome où les deux copies du génome – une héritée de chaque parent – sont identiques l’une à l’autre et indiquent que la population était peut-être petite et qu’il y avait beaucoup de consanguinité. Nous voyons des schémas similaires dans l’espèce vivante, donc comprendre si cela a pu contribuer à l’extinction de la paruline de Bachman pourrait nous aider à mieux comprendre la santé et la conservation de la population vivante. »
Les chercheurs ont également comparé les génomes des trois espèces pour rechercher des régions du génome qui auraient pu évoluer différemment dans chaque lignée. Ces différences peuvent être des indicateurs qu’une région particulière du génome a évolué via la sélection naturelle pour un trait particulier ou à cause d’un autre processus évolutif. Avoir le génome d’une troisième espèce à comparer a permis aux chercheurs d’identifier une région contenant un nouveau gène candidat impliqué dans la pigmentation de la paruline.
« Nous avons commencé cette étude parce que nous voulions en savoir plus sur l’histoire et la biologie de la paruline de Bachman », a déclaré Woods. « Mais nos résultats ont également mis en évidence comment nous pouvons utiliser des espèces éteintes pour en savoir plus sur leurs parents vivants. Nous perdons beaucoup de contexte biologique et évolutif à travers le processus d’extinction et le fait de pouvoir comparer la paruline de Bachman aux deux espèces vivantes nous a permis d’identifier un gène que nous n’aurions peut-être pas trouvé autrement. Le contexte est crucial pour comprendre la biologie. Les collections d’histoire naturelle nous permettent de placer de nouvelles observations dans des contextes qui ont peut-être disparu du monde naturel. Cela alimente la découverte et fait des musées des outils puissants et sous-estimés. »
Plus d’information:
Andrew W. Wood et al, les génomes de la paruline de Bachman éteinte montrent une forte divergence et aucune preuve de mélange avec d’autres parulines Vermivora existantes, Biologie actuelle (2023). DOI : 10.1016/j.cub.2023.05.058