La vie universitaire peut vraiment changer un oiseau

L'urbanisation transforme les Juncos aux yeux noirs ainsi que les tamias et les campagnols

Chaque jour de printemps, il y a plus de 20 espèces d'oiseaux autour de ma mangeoire de jardin. En dessous, des lapins, des écureuils et des tamias se rassemblent pour un repas partagé composé de graines tombées et de pousses de tournesol fraîches. En hiver, il y a un changement. Les Snowbirds arrivent, notamment les Juncos aux yeux noirs. Ces « birbs » gris et blancs (petits oiseaux adorablement ronds) recherchent des graines, volant prudemment vers l'arbuste à proximité toutes les quelques secondes avant de revenir pour en chercher davantage.

Les Juncos aux yeux noirs font l'objet de un nouveau PNAS étudequi montre que les juncos du campus de l'Université de Californie à Los Angeles ont développé un bec plus court et plus épais que leurs cousins ​​​​plus sauvages et non urbains, dont le bec est plus long et plus fin. La cause de ces changements pourrait être l’activité humaine.

En 2018, les auteurs de l'étude Pamela Ouaisbiologiste évolutionniste à l'UCLA, et Éléonore Diamantprofesseur adjoint de biologie au Bard College, a commencé à baguer et à mesurer les juncos aux yeux noirs sur le campus de l'UCLA et dans les zones sauvages plus éloignées pour étudier leurs comportements de reproduction. Puis la pandémie a frappé. La fermeture de Covid qui a bouleversé des vies partout a laissé le campus vide et perturbé leurs recherches. Cela représentait également une opportunité : comment les juncos urbains aux yeux noirs changeraient-ils sans l’influence humaine ?

« Parce que nous avions déjà préparé le terrain pour la saison sur le terrain », a déclaré Diamant, « nous savions que le premier nid sur le campus allait éclore une semaine après la fermeture complète du campus. Nous avons donc également eu cette expérience naturelle incroyable… unique dans une vie, où nous savions que les oiseaux qui ont éclos cette année-là, la grande majorité, au moins, sinon la totalité, ont éclos dans des conditions sans activité humaine.  »

Cela leur a permis d’étudier les étapes de la vie, le comportement et les changements phénotypiques des oiseaux dans des conditions sans gaspillage alimentaire humain.

Dans leur habitat naturel, un régime alimentaire complet pour les juncos comprend des insectes et des graines ; sur le campus, ce régime ressemble davantage à des aliments ultra-transformés qui ont tendance à disparaître sous une pile de vêtements sales dans les dortoirs ou dans les poubelles qui remplissent les allées du campus. Les accros de la malbouffe du campus mangeaient ces restes et les picoraient sur le ciment à proximité. Sans cette ressource, ils retournaient à leur alimentation naturelle.

« Il y a eu un petit décalage dans le temps », a déclaré Diamant, mais les juncos nés au cours de la deuxième année de la pandémie ont développé des becs plus fins et plus longs, plus proches de ceux de leurs familles sauvages. Les juncos urbains ont généralement deux à trois couvées par an en raison de l'abondance des ressources, tandis que les juncos sauvages peuvent n'en avoir qu'une à deux. Lorsque le campus a rouvert et que la nourriture humaine est redevenue une ressource, les juncos nés après ont repris la forme d'un bec plus épais. Leur hypothèse est que ce changement rapide reflète un changement évolutif se produisant sous de fortes pressions de sélection dues aux déchets alimentaires humains.

« Ceux qui ont pu mieux les exploiter (les ressources) ont quand même réussi à produire un certain nombre de descendants », a déclaré Diamant. « Mais il y a eu des différences accumulées l'année suivante : ceux qui pouvaient peut-être manger davantage de graines, ou mieux les exploiter, ont eu plus de progéniture, que nous voyons devenir adultes l'année suivante. »

Le changement évolutif consiste généralement en de petits changements sur de longues périodes de temps, mais lorsque les pressions de sélection sont suffisamment fortes, des changements importants et uniques comme ceux-ci peuvent se produire.

L’archipel des Galápagos est un exemple typique de fortes pressions de sélection conduisant à des changements très disparates sur les îles au fil du temps. L’année dernière, lors de mon séjour aux Galápagos, j’ai eu la chance de constater l’impact d’une forte sélection sur des espèces isolées sur des îles uniques de l’archipel. Les tortues géantes des Galápagos, par exemple, avaient des formes de carapace différentes selon qu'elles pouvaient se nourrir depuis le sol ou si les plantes d'une île nécessitaient d'étirer leur cou vers le haut.

Tortues géantes des Galápagos

Mais même aux Galápagos, où la sélection s’est produite rapidement sur une échelle de temps évolutive, de fortes pressions de sélection peuvent conduire à des réponses rapides en peu de temps, comme celle observée chez les juncos.

Ouais, j'ai souligné une étude de la réponse des pinsons terrestres moyens des Galápagos à l'impact d'une sécheresse à la fin des années 1970. L’approvisionnement alimentaire, composé principalement de petites graines, a changé, et les plantes avec des graines plus grosses et un accès à « l’humidité » ont gagné. Cela laissait « principalement de grosses graines et des graines dures, et les (oiseaux) qui pouvaient ouvrir ces graines dures étaient ceux avec un bec plus gros et plus profond ». Cela a conduit à une mortalité massive d’oiseaux plus petits et a été suivie par une augmentation de la population d’oiseaux plus gros.

Sur le campus de l'UCLA, les pressions sont fortes et d'origine humaine. Mais ce ne sont pas seulement les Juncos qui ressentent l’impact des humains sur leur vie. Une étude récente des tamias de l'Est et des campagnols des prés de l'Est à Chicago ont montré des changements significatifs sur une période de 125 ans en raison de la vie à Chicago.

« La première chose que j'ai faite en arrivant ici (à Chicago) a été de réviser notre base de données de collections pour prendre pleinement conscience de ce que nous possédons », a déclaré Anderson Feijoconservateur adjoint des mammifères au Negaunee Integrative Research Center du Field Museum of Natural History de Chicago et responsable de l'étude. Dans cette collection, il a trouvé des spécimens de rongeurs datant de plus d’un siècle et provenant des mêmes régions.

La plupart des études scientifiques sur les animaux ne peuvent être réalisées que sur des périodes de temps plus courtes (comme celle des juncos), mais lui et ses coauteurs ont vu une opportunité rare s'offrir à eux. Avec plus d’un siècle de crânes de tamias et de campagnols dans la collection, a déclaré Feijó, ils ont pu voir comment ces rongeurs biologiquement distincts, l’un passant plus de temps au-dessus du sol que l’autre, « réagissent à la même pression dans la même ville ».

Ils ont découvert que les crânes des tamias devenaient plus gros, tandis que leur rangée de dents devenait étonnamment plus courte, susceptible de s'adapter aux types d'aliments humains qu'ils mangeaient, et que la forme du crâne des campagnols variait en fonction du degré d'urbanisation, et que les oreilles des campagnols avaient développé des « bulles auditives plus petites », susceptibles de s'adapter au son de la vie à Chicago. Leurs spéculations sur les causes de ces changements phénotypiques, a déclaré Feijó, seront testées cette année par des études isotopiques et la recréation de la forme du cerveau à partir des données du crâne.

Yeh et Feijó considèrent tous deux leurs études comme faisant partie d'un domaine de recherche en pleine croissance, soulignant une célèbre étude de la morphologie du rat à New York. Il a montré des changements de forme du crâne et de la mandibule chez les rats bruns sur une période de 120 ans, également avec des rangées de dents réduites qui étaient probablement une adaptation à un régime alimentaire humain plus doux.

« La science est dynamique », a déclaré Yeh, soulignant que des études comme celles-ci contribuent à combler les lacunes et à accroître nos connaissances et notre compréhension de l'espace que les humains partagent avec les autres animaux.

Les animaux qui nous entourent sont « poussés vers l’adaptation », a déclaré Feijó, contraints de survivre à de nouveaux environnements qui « ne leur sont pas naturels » grâce à l’activité humaine. Il a déclaré que si le changement se produit trop rapidement, il y aura une limite à l’adaptation et « c’est pourquoi nous assistons à des extinctions à grande échelle ».

« Je pense que beaucoup de gens pensent aux humains (du genre) : 'Nous sommes ici, faisant notre propre truc, et puis la nature est là' », a déclaré Yeh. « Mais c'est vraiment incroyablement interconnecté, et nous les affectons, et ils nous affectent… Nous ne sommes qu'un autre animal. »