Après des années de travail sur le terrain et en laboratoire, ainsi que la collecte et l’analyse de milliers d’échantillons d’excréments, les scientifiques ont pu développer une reconstitution détaillée du chimpanzé (Pan troglodites) la structure de la population et les modèles historiques d’isolement, de migration et de connexion dans l’aire de répartition de l’espèce. En plus de confirmer l’existence de quatre sous-espèces distinctes de chimpanzés, la méthode peut également être utilisée pour identifier tout chimpanzé illégalement commercialisé, confisqué ou orphelin jusqu’à son lieu d’origine, dans un rayon d’environ 100 kilomètres.
Claudia Fontsere, première auteure de l’étude, est experte à l’Institut de biologie évolutive (IBE), un centre commun du CSIC et de l’Universitat Pompeu Fabra (UPF) à Barcelone, en Espagne.
« Les chimpanzés sont une espèce en voie de disparition dont la population a connu un déclin massif ces dernières années », a déclaré Fontsere. « Nos efforts pour décrire la diversité génomique actuelle de cette espèce visent à fournir une carte à échelle précise de la connectivité entre les populations qui peut servir aux défenseurs de l’environnement comme référence et guide pour s’appuyer sur leurs efforts de conservation. »
La recherche a été menée sous les auspices du Programme panafricain (PanAf) qui a coordonné l’échantillonnage de milliers d’échantillons de selles de chimpanzés sur 48 sites à travers l’aire de répartition de l’espèce. Cela a été suivi par des années d’efforts pour développer des méthodes efficaces pour récupérer et enrichir les parties de l’ADN hôte (ADNh) d’intérêt, puis pour analyser et comparer les résultats pour les 828 chimpanzés individuels impliqués.
Auparavant, seuls 59 génomes entiers de chimpanzés avaient été séquencés, ce qui donnait des informations limitées sur les différences géographiques. Et, bien qu’il existe de vastes ensembles de données provenant de milliers d’échantillons fécaux géoréférencés, l’analyse génétique utilisée sur ces échantillons ne s’est concentrée que sur de très petits fragments du génome entier, tels que les polymorphismes mononucléotidiques de quelques individus autosomiques, liés au sexe ou à l’ADNmt. Marqueurs.
Dans la présente étude, les chercheurs se sont concentrés sur la séquence génétique entière du chromosome 21, qui est la plus petite séquence nucléaire contiguë du génome du chimpanzé. L’utilisation de ce chromosome a fourni une richesse de données sur la séquence génomique qui ont été utiles pour déduire la structure de la population de chimpanzés et les relations entre les sous-espèces. Étant donné que les archives fossiles et l’existence d’un ADN ancien sont limitées pour les chimpanzés, l’analyse de la génétique des populations de cette espèce est limitée à l’utilisation de l’ADN moderne.
« Comme nous utilisons le séquençage d’un chromosome entier avec des milliers de marqueurs indépendants, par rapport à quelques marqueurs microsatellites, nous disposons d’une vision beaucoup plus large du génome (qui) est nécessaire pour affiner et décrire l’histoire évolutive très complexe des chimpanzés », a déclaré Tomas Marques-Bonet, co-auteur principal de l’étude, chercheur principal de l’Institut de biologie évolutive (IBE).
« De manière impressionnante, nous le faisons avec des échantillons non invasifs, qui, dans un sens, sont le meilleur des mondes – une source précieuse d’ADN génomique mais collectés de manière à ce que les animaux n’aient jamais besoin d’être contactés ou dérangés en dehors des chercheurs existants. leur habitat.
Les résultats soutiennent l’existence de quatre sous-espèces distinctes de chimpanzés. Ces sous-espèces sont souvent géographiquement séparées par la présence de grands fleuves, comme le fleuve Oubangui, qui auraient constitué une barrière au transfert de gènes la plupart du temps, mais pas toujours. Pendant les périodes glaciaires maximales, les niveaux inférieurs des rivières peuvent avoir permis des migrations entre les groupes, introduisant ainsi de nouvelles variations génétiques.
« Nous avons pu montrer, en utilisant différentes analyses portant sur des variations très anciennes et plus récentes, que l’histoire des chimpanzés est complexe, tout comme celle de notre propre espèce », a déclaré la co-auteure principale Mimi Arandjelovic, de l’Institut Max Planck. pour l’anthropologie évolutionniste.
« Les sous-espèces de chimpanzés ont effectivement été séparées dans le passé mais ont depuis lors également connu des échanges génétiques entre populations. Cela explique bien pourquoi différentes études visant à reconstituer différentes périodes ancestrales sont parvenues à des conclusions différentes sur l’histoire évolutive des chimpanzés.
En utilisant des séquences génétiques sur le chromosome 21, les chercheurs ont pu découvrir de nombreuses nouvelles variations dans les gènes, en comparaison avec les génomes entiers de chimpanzés précédemment publiés. Ils émettent l’hypothèse que ces rares variations sont probablement apparues récemment (au cours des dernières centaines, voire milliers d’années) et sont probablement spécifiques à des emplacements géographiques particuliers. Les experts ont ainsi utilisé les données de variantes rares provenant de 434 échantillons de qualité suffisante, répartis sur 38 sites, pour développer une stratégie permettant de déduire l’origine génétique des échantillons fécaux.
« Grâce à notre méthode d’échantillonnage, nous avons découvert environ 50 pour cent de variantes génétiques supplémentaires et nouvelles sur le chromosome 21 par rapport aux études précédentes », a déclaré Fontsere. « Notre ensemble de données a joué un rôle clé dans la compréhension du flux génétique récent et passé entre les populations où les lacunes d’échantillonnage précédentes ont entravé leur étude. Cela nous a également permis de décrire si des populations ont été isolées récemment ou s’il y a eu un événement historique qui l’a fait. En caractérisant les singularités génomiques de chaque communauté ou population, nous avons également créé une carte reliant les informations génomiques à la localisation géographique afin que nous puissions concevoir une stratégie pour déduire la localisation géographique des individus de chimpanzés.
Ce catalogue de diversité génomique dans les populations de chimpanzés sauvages a d’importantes applications en matière de conservation. Cela peut contribuer à garantir que les chimpanzés confisqués dans le cadre du commerce illégal d’animaux de compagnie soient placés dans des sanctuaires dans leur pays d’origine, comme l’exigent les normes internationales. En outre, le séquençage des chimpanzés ou des produits issus de la faune sauvage confisqués, tels que des trophées ou de la viande de brousse, peut identifier des points chauds de braconnage vers lesquels les autorités compétentes peuvent être dirigées. Ceci est particulièrement utile lorsqu’il s’agit d’espèces menacées qui doivent être protégées de toute urgence.
Les auteurs de l’étude déclarent que la récupération d’ADNh utile à partir d’échantillons fécaux est un défi pour de nombreuses raisons. Les échantillons ne contiennent généralement que de petites quantités d’ADN de qualité plutôt médiocre et peuvent être contaminés par l’ADN d’organismes alimentaires. Dans cette étude, une centaine d’échantillons fécaux contenaient un ADN très similaire à celui des chimpanzés, mais provenant d’autres espèces de primates. Les chercheurs ont conclu que cela était dû soit au fait que les chimpanzés incluaient ces espèces de primates dans leur alimentation, soit à la collecte erronée des excréments d’autres espèces de primates par les travailleurs de terrain.
Malgré ces défis, l’utilisation des matières fécales présente l’avantage de permettre de collecter de nombreux échantillons sans perturbation ou interférence négligeable pour les animaux. Les chercheurs estiment désormais que les méthodes qu’ils ont développées pour les chimpanzés peuvent être utilisées avec d’autres grands singes et primates. Leurs découvertes chez les chimpanzés confirment que les échantillons fécaux, bien que plus complexes que les échantillons de sang, constituent une bonne source d’ADN de l’hôte pour n’importe quelle espèce.
Le PanAf continue d’analyser les données collectées sur huit ans dans 18 pays d’Afrique, sur plus de 40 sites de recherche et de conservation temporaires et à long terme. L’objectif est de comprendre les moteurs évolutifs et écologiques de la diversité culturelle et comportementale des chimpanzés.
L’étude est publiée dans la revue Génomique cellulaire.
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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