Cachée sous les dunes, une mystérieuse créature se glisse dans le sable.
Ce n’est pas l’un des vers géants d’Arrakis dans l’épopée de science-fiction de Frank Herbert, Dune. Il s’agit plutôt d’un petit mammifère énigmatique que l’on trouve uniquement dans les déserts d’Australie : la taupe marsupiale.
Il existe deux espèces apparentées de taupe marsupiale.
Notoryctes typhlops, ou taupe marsupiale du sud, se trouve dans les déserts du centre et du sud de l’Australie. C’est aussi appelé çajaritjari par les peuples autochtones locaux Aṉangu. Notoryctes caurinus, ou taupe marsupiale du nord, se trouve dans les déserts du nord-ouest de l’Australie. On l’appelle aussi kakarratul par le peuple autochtone local Martu.
Jusqu’à récemment, ces animaux insaisissables étaient presque impossibles à étudier. Mais notre étude récente dans Science Advances a enfin commencé à découvrir les bases de leur incroyable « pouvoir du désert ».
Rarement observé
Les grains de beauté marsupiaux sont petits, de la longueur d’un crayon et pèsent entre 40 et 70 grammes. Ils ont un corps tubulaire, des cheveux jaunes et des membres qui dépassent à peine de leurs côtés.
Plutôt que de construire des tunnels permanents comme leurs homonymes dans l’hémisphère nord, ils « nagent » dans les sables meubles des déserts australiens.
Le mode de vie souterrain des taupes marsupiales, ainsi que l’immensité des déserts qu’elles habitent, font qu’elles sont rarement observées. En fait, il n’y a qu’une poignée d’observations chaque décennie.
Nouvelles technologies, nouvelles perspectives
Les nouvelles technologies de l’ADN peuvent ouvrir une fenêtre sur la vie d’espèces énigmatiques telles que la taupe marsupiale qui ne peuvent pas être étudiées efficacement dans la nature.
À cette fin, notre équipe a travaillé avec le Collection australienne de tissus biologiques au South Australian Museum pour acquérir deux minuscules échantillons de tissus congelés il y a plus de dix ans provenant d’une taupe marsupiale du sud.
À partir de ceux-ci, nous avons extrait des fragments d’ADN extrêmement longs nécessaires à la production d’un assemblage du génome. Il s’agit d’une représentation numérique de chaque base ou « lettre » qui constitue le code génétique de la taupe marsupiale.
Parce que l’ADN contient à la fois les instructions sur la façon de créer les caractéristiques d’un organisme et un enregistrement de son histoire évolutive, nous avons pu glaner des informations remarquables sur cette espèce énigmatique.
Des adaptations uniques
Les taupes marsupiales possèdent diverses adaptations uniques qui les aident à survivre dans leur environnement hostile. Par exemple, leurs yeux sont minuscules et situés sous la peau, ce qui les rend fonctionnellement aveugles.
En comparant les séquences de gènes oculaires à celles de marsupiaux apparentés, nous avons pu montrer que les taupes marsupiales ont d’abord perdu les gènes essentiels au cristallin de l’œil. Cela est probablement dû au fait qu’une image claire n’est pas très importante sous terre.
Cela a été suivi par les gènes des cellules coniques détectant la couleur dans la rétine. Après que l’œil ait perdu une fonction considérable, les derniers gènes à se dégrader furent ceux actifs dans les cellules en bâtonnets, importants pour les conditions de faible luminosité.
Chez les mammifères vivant en surface, ces changements seraient probablement néfastes. Pourtant, en se produisant dans le bon ordre, la dégradation progressive des gènes oculaires a permis aux ancêtres de la taupe marsupiale de changer progressivement sans nuire à leur condition physique.
Il s’agit d’une belle illustration de la façon dont les adaptations et les troubles peuvent partager une base génétique similaire, la frontière entre eux étant façonnée par leur contexte.
Autres traits
Le séquençage du génome nous a permis d’étudier d’autres traits chez les taupes marsupiales.
Par exemple, nous avons montré qu’un gène clé impliqué dans la chute des testicules pendant la puberté s’est probablement également dégradé chez cette espèce. Cela peut aider à expliquer pourquoi les taupes marsupiales mâles n’ont pas de scrotum et ont leurs testicules perchés dans leur paroi abdominale.
Nous avons également découvert que les taupes marsupiales possèdent deux copies d’un gène codant pour l’hémoglobine, la molécule qui transporte l’oxygène dans les globules rouges. Ceci est important car le sable a de faibles niveaux d’oxygène et une mauvaise circulation de l’air.
De plus, ce gène d’hémoglobine dupliqué est généralement utilisé chez les mammifères nouveau-nés.
La poche d’un marsupial est déjà un environnement pauvre en oxygène, les taupes marsupiales ont donc dû développer des moyens pour éviter que leurs petits ne suffoquent. Avoir plus d’hémoglobine peut aider.
Retracer l’héritage évolutif de la taupe
Pendant des années, les caractéristiques étranges et spécialisées de la taupe marsupiale ont contrecarré les tentatives visant à déterminer précisément qui sont réellement ses plus proches parents. Mais le séquençage de son génome a permis de retracer son héritage évolutif.
Pour ce faire, nous avons examiné un type particulier de séquence d’ADN appelé rétrotransposons.
Il s’agit de courtes séquences d’ADN capables de créer des copies d’elles-mêmes, insérées de manière aléatoire dans le génome d’un animal et transmises de génération en génération.
Notre examen a révélé que les taupes marsupiales constituent un groupe frère de bandicoots et bilbiesavec des marsupiaux carnivores comme le Diable de Tasmanie étant des cousins éloignés.
Déclin à long terme
On ne sait presque rien de la santé de la population de taupes marsupiales. Cependant, les déserts font partie des écosystèmes les plus menacés par le changement climatique.
Compte tenu de cela, nous avons également cherché à recueillir les premiers renseignements sur l’évolution des populations de taupes marsupiales au fil du temps.
En utilisant les modèles de diversité génétique du génome des taupes marsupiales, nous avons pu montrer qu’elles ont probablement connu un déclin à long terme de la taille effective de leur population qui a commencé il y a environ 70 000 ans. Cela correspond aux changements historiques survenus au cours de la dernière période glaciaire, ce qui suggère que le déclin était dû au changement climatique plutôt qu’aux actions humaines.
On ne sait pas exactement comment la diversité génétique perdue au cours de dizaines de milliers d’années affectera la capacité de la taupe marsupiale à poursuivre son adaptation aux environnements extrêmes.
Cependant, ces résultats soulignent que de nouveaux efforts plus étendus pour étudier les taupes marsupiales par des méthodes génétiques pourraient être nécessaires pour garantir qu’elles ne soient pas perdues dans les sables du temps, comme trop d’autres mammifères australiens.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.