En étudiant les populations de macareux sur trois îles norvégiennes, les scientifiques ont découvert les premières preuves établissant un lien entre une hybridation à grande échelle et les tendances au réchauffement du XXe siècle. Pourtant, un déclin sérieux de la diversité génétique des oiseaux n’augure rien de bon pour leur avenir.
La forte accélération du réchauffement dans l’Arctique entraîne des changements rapides dans l’aire de répartition des plantes et des animaux dans l’arbre de vie de la région. Les chercheurs affirment que ces changements peuvent conduire des espèces qui ne se rencontreraient normalement pas à se croiser, créant ainsi de nouvelles populations hybrides.
Aujourd’hui, les scientifiques ont présenté les premières preuves d’une hybridation à grande échelle qui semble avoir été provoquée par le changement climatique. Dans un article publié ce mois-ci dans la revue Science Advances, des chercheurs rapportent qu’une population hybride de macareux moine sur l’île norvégienne isolée de Bjornoya semble avoir émergé à une période coïncidant avec le début d’un rythme plus rapide du réchauffement climatique.
Les macareux hybrides sont probablement issus de la reproduction entre deux sous-espèces au cours des 100 dernières années, coïncidant avec le début du réchauffement du 20e siècle, conclut l’étude. Étonnamment, l’hybridation s’est produite après qu’une sous-espèce a migré vers le sud, et non vers les pôles vers des températures plus fraîches, comme on aurait pu s’y attendre, une découverte qui met en évidence la complexité des changements en cours dans l’écosystème arctique.
Une analyse supplémentaire montre également une perte significative de diversité génétique dans les populations étudiées, une évolution alarmante pour la santé future des macareux arctiques, écrivent les chercheurs.
« Le moment de l’hybridation ainsi que l’érosion génomique fournissent une preuve irréfutable que les dernières années ont eu un impact considérable sur les communautés arctiques », a déclaré Oliver Kersten, auteur principal de l’article et chercheur postdoctoral en génomique et écologie marine. à l’Université d’Oslo. Les résultats soulignent également l’importance d’analyser les données ADN modernes et historiques, a-t-il ajouté.
Les macareux moines, affectueusement surnommés les « clowns de la mer », sont des oiseaux marins distinctifs connus pour leurs plumes noires et blanches et leur bec multicolore éclatant. Ils vivent et se reproduisent dans les océans Atlantique Nord et Arctique. À l’échelle mondiale, l’oiseau est considéré comme « vulnérable » à l’extinction, mais en Europe, il est classé comme étant totalement en voie de disparition depuis 2015.
La situation des populations de macareux dans le monde est complexe. Certaines colonies d’oiseaux se portent relativement bien ; d’autres sont en chute libre parce que pratiquement aucun poussin ou macareux ne survit jusqu’à l’âge adulte. Rost, l’une des trois îles norvégiennes dont les populations ont été examinées dans le cadre de l’étude, était autrefois la plus grande colonie reproductrice au monde, comptant 2,8 millions de macareux adultes. Il a perdu 80 pour cent de ses couples reproducteurs au cours des quatre dernières décennies, rapportent les scientifiques.
« Il y a vingt ans, quand vous étiez sur Rost et que vous regardiez le ciel, tout était couvert de macareux », a déclaré Kersten. « Cela devait être ce site vraiment, vraiment extrêmement fascinant. »
Aujourd’hui, la population locale de macareux est estimée à seulement 208 500 individus. « Vous pouvez clairement voir une différence », a déclaré le chercheur.
Au sein des espèces de macareux moine, il existe trois sous-espèces officiellement définies qui se ressemblent en grande partie mais varient quelque peu en taille ainsi qu’en constitution génétique. On pense que les différences génétiques sont apparues après la séparation des espèces en raison de facteurs environnementaux, probablement des cycles glaciaires des millénaires passés.
Kersten était également l’auteur principal d’un article de 2021 qui était le premier à examiner un ensemble complet de génomes de macareux. En analysant les données de différentes populations, les chercheurs ont remarqué la population hybride de Bjornoya.
L’étude publiée ce mois-ci s’est concentrée sur trois colonies de nidification de macareux. La sous-espèce la plus grande en taille physique niche sur l’île de Spitzberg et la sous-espèce de taille intermédiaire à Rost. Bjornoya, avec sa population hybride, se situe entre Rost et Spitzberg. En examinant les séquences d’ADN des macareux de la population hybride, les chercheurs ont su quelles parties provenaient de laquelle des deux autres sous-espèces.
La longueur des séquences d’ADN dans les génomes hybrides était relativement longue, ce qui indique que l’hybridation s’est produite relativement récemment. (À chaque génération née après un premier croisement, les séquences deviennent plus courtes.) En conséquence, les chercheurs ont estimé que l’hybridation s’est produite il y a entre 82 et 295 ans.
En considérant l’histoire évolutive d’une espèce, arriver à une plage de dates aussi spécifique est considéré comme remarquable. Mais les chercheurs voulaient réduire davantage la fenêtre sur le moment où l’hybridation initiale se produisait, ils se sont donc tournés vers des spécimens de musée pour obtenir plus d’informations sur l’ADN.
Kersten a parcouru les bases de données à la recherche de spécimens dans des musées d’Europe et d’Amérique du Nord à la recherche de macareux préservés de colonies spécifiques collectées à des moments précis. Lui et ses collègues ont trouvé les échantillons qu’ils recherchaient au Musée d’histoire naturelle de Stockholm et au Musée américain d’histoire naturelle de New York.
Pour obtenir les échantillons de macareux de ces musées, Kersten a déclaré : « Je leur ai envoyé un e-mail et j’ai croisé les doigts pour qu’ils soient aussi excités que moi, et ils l’étaient. » il a dit.
Il s’est avéré qu’aucun des spécimens historiques de macareux collectés à Bjornoya n’était hybride, contrairement à la population qui y vit actuellement. Ils appartenaient à la même sous-espèce de taille intermédiaire que l’on trouve aujourd’hui à Rost. Étant donné que les échantillons du musée variaient entre 1868 et 1910, l’hybridation initiale a dû avoir lieu après 1910, ont conclu les auteurs de l’étude.
Grâce à leur analyse ADN, les scientifiques supposent désormais qu’il y a environ 100 ans, un déplacement vers le sud de l’aire de répartition de l’île la plus septentrionale du Spitzberg a conduit à la création de la colonie hybride de Bjornoya.
Cherchant une explication, les scientifiques ont envisagé la possibilité que la population du Spitzberg se soit développée au point qu’il n’y ait plus assez d’espace pour tous les oiseaux de la colonie. Mais lorsqu’ils ont utilisé des données génétiques pour estimer la taille de la population au cours des 100 dernières années, ils n’ont détecté à aucun moment la preuve d’une augmentation notable.
Les chercheurs ont ensuite examiné les données climatiques de la période au cours de laquelle les deux sous-espèces se sont probablement accouplées, et cela a coïncidé avec le début du réchauffement de l’Arctique au XXe siècle, lorsque la température de la surface de la mer a augmenté jusqu’à 1,5 degré Celsius, faisant des ravages dans l’ensemble de la nourriture arctique. la toile.
Des études antérieures indiquent que vers le début du 20e siècle, les changements dans les populations de plancton et de poissons ont probablement affecté les oiseaux marins. Vers 1920, par exemple, un type de hareng qui constitue une source de nourriture importante pour les macareux pendant la saison où ils élèvent leurs petits s’est déplacé vers l’est, loin des colonies examinées dans cet article.
Le déplacement vers le sud du Spitzberg vers Bjornoya entre en conflit avec ce que les scientifiques supposent généralement à propos de la migration induite par le climat dans l’Arctique. À mesure que les températures augmentent, ils s’attendent à ce que les animaux s’aventurent vers le nord à la recherche de quelque chose de similaire à leur habitat habituel.
Pour les macareux du Spitzberg, cependant, il n’existait aucune masse terrestre importante plus au nord vers laquelle ils pouvaient se déplacer. Bjornoya est la première île viable vers le sud pour ces oiseaux, « il est donc logique que nous puissions trouver les hybrides là-bas, et pas ailleurs », a déclaré Kersten.
Don Lyons, directeur des sciences de la conservation au Seabird Institute de la National Audubon Society, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que la migration des macareux du Spitzberg vers le sud à partir de leur aire de répartition traditionnelle semble « contre-intuitive ».
« Mais dans le contexte de la rapidité avec laquelle notre océan évolue, nous ne comprenons pas nécessairement la myriade de façons dont cela se produit », a déclaré Lyons. « Peut-être ne devrions-nous pas supposer que les espèces se déplaceront toujours vers les pôles. »
À la connaissance des chercheurs, il est inhabituel qu’une espèce arctique subisse une hybridation à l’échelle d’une population. Bien que les hybrides d’ours polaires et de grizzlis aient retenu l’attention du grand public, des recherches ont montré que les quelques « ours pizzly » existants sont nés d’une seule ourse polaire femelle qui s’est accouplée avec deux grizzlis.
En 1990, des chercheurs ont émis l’hypothèse qu’un étrange crâne de baleine découvert à l’ouest du Groenland était un hybride de béluga et de narval. L’analyse génétique a ensuite confirmé leur théorie. Il existe quelques autres cas documentés d’hybrides nés de l’accouplement d’espèces arctiques distinctes. Mais pour l’instant, au moins, les macareux de Bjornoya semblent être uniques : une population entière d’hybrides récemment élevés par deux sous-espèces après que l’une ait migré vers le sud.
« Il ne s’agit jamais d’une hybridation à l’échelle de la population », a déclaré Kersten. « Et il n’y a jamais vraiment d’horodatage aussi précis ou aussi précis que celui que nous avons. »
Les conséquences de l’hybridation sont complexes. Dans certains cas, une augmentation de la diversité génétique peut aider une espèce à s’adapter à de nouveaux défis environnementaux. Dans d’autres, cela a l’effet inverse, affaiblissant la condition physique globale d’une population.
Pour le moment, les choses se passent comme d’habitude pour les macareux de Bjornoya. « Ils se reproduisent, ils se portent bien », a déclaré Kersten. « Nous ne voyons donc pas vraiment ses inconvénients. Cette hybridation n’est pas vraiment préoccupante pour la conservation à l’heure actuelle.
Pour lui, le principal souci de conservation est la perte de diversité génétique des macareux des îles. En analysant les échantillons historiques et contemporains, les chercheurs ont découvert que les populations du Spitzberg et de Rost avaient connu une baisse importante de la variété de leur ADN au cours des 100 dernières années.
Même la cohorte hybride Bjornoya, issue du mélange de deux populations génétiquement distinctes, souffre de cette diminution de diversité.
La crainte est que le déclin puisse rendre ces populations de macareux très vulnérables. Pour faire face au changement climatique et aux autres impacts des activités humaines, a noté Lyons, un vaste réseau d’animaux sauvages devra s’adapter à des environnements changeants – et une perte de diversité génétique signifie que les organismes auront beaucoup moins de capacité à s’adapter.
