Monthly Archives: février 2016

Chez les insectes, les ailes sont soumises à des fortes pressions de sélection naturelle pour le camouflage, le mimétisme et la coloration d’avertissement. Les motifs et les couleurs des ailes de papillons constituent par exemple de bons modèles d’études de ces processus. Les changements au niveau génétique engendrent des modifications dans la combinaison des pigments et dans celle de leur position relative au cours du développement des ailes en phase larvaire et durant la métamorphose.

En Amérique Latine et du Sud, les papillons du genre Heliconius sont particulièrement intéressants à ce sujet. Ils présentent une large diversité de pattern (type de motif) mais qui converge dans chaque région géographique au point que toutes les espèces se ressemblent. Depuis de nombreuses années, les scientifiques essaient de comprendre quels sont les mécanismes génétiques et évolutifs à l’origine de l’apparition de cette diversité morphologique.

L’équipe, menée par Richard W.R. Wallbank (université de Cambridge), apporte des éléments de réponse. Par des analyses génétiques complexes de plusieurs espèces d’Heliconius, ces scientifiques ont mis en évidence des phénomènes de recombinaison et d’introgression de certains gènes survenus entre les espèces et les populations au cours de leur histoire évolutive. Ces mécanismes favorisent l’émergence de nouveaux patterns qui seront sélectionnés dans les populations et qui permettront ainsi aux espèces d’évoluer rapidement.

L’un des principaux obstacles à l’innovation de l’évolution est la contrainte des changements génétiques imposée par la fonction existante. En effet, les mutations conférant des phénotypes avantageux (aspect d’un trait morphologique) pour un caractère nouveau entraine souvent des effets négatifs sur d’autres traits influencés par le gène concerné (effet pléïotropique).

Ce fonctionnement pléïotropique de certains gènes restreint l’apparition de nouveautés phénotypiques et donc la diversité des espèces. Par exemple, les gènes contrôlant le développement des ailes chez les insectes ont peu été modifiés au cours de l’évolution car ils sont soumis à une forte pression de sélection. Les profils d’expression de ces gènes sont ainsi similaires entre les mouches et les papillons.

Diversité des patterns de plusieurs espèces d'Amazonie - 1ère ligne : H. burneyi huebneri, H. aoede auca et H. xanthocles Zamora - 2ème ligne : H. timareta f. timareta, H. doris doris et H. demeter ucayalensis - 3ème ligne : H. melpomene malleti, H. egeria homogena et H. erato emma - 4ème ligne : H. elevatus pseudocupidineus, Eueides heliconioides eanes et E. tales calathus - 5ème ligne : Cretonne phyllies (Source : Wallbank et al., 2015)

Figure 1 : Diversité des patterns de plusieurs espèces d’Amazonie – 1ère ligne : H. burneyi huebneri, H. aoede auca et H. xanthocles Zamora – 2ème ligne : H. timareta f. timareta, H. doris doris et H. demeter ucayalensis – 3ème ligne : H. melpomene malleti, H. egeria homogena et H. erato emma – 4ème ligne : H. elevatus pseudocupidineus, Eueides heliconioides eanes et E. tales calathus – 5ème ligne : Cretonne phyllies (Source : Wallbank et al., 2016)

Cependant, des études ont montré qu’il existait des structures génétiques permettant de contourner ces contraintes. Elles sont constitués d’éléments juxtaposés, dits modules, codant pour des domaines spécifiques, où la modification de l’un d’entre eux ne perturbe pas l’expression des autres. Ce principe semble être à l’origine de la diversité morphologique.

De tels éléments ont été découverts chez les Heliconius (thématique sur laquelle j’ai travaillé en 2009, rendez-vous en bas de page). Ces papillons, qui se rencontrent en Amérique Latine et du Sud, regroupent de nombreuses espèces aux motifs et aux couleurs d’une grande diversité. Dans une même localité géographique, l’ensemble des espèces présente une structuration de la coloration des ailes identique. Cette convergence mimétique est particulièrement remarquable pour les 11 espèces d’Heliconius au phénotype appelé « Dennis-Ray » : taches rouges à la base des ailes antérieures (Dennis) et rayures rouges sur les ailes postérieures (Ray) (voir figure 1).

Quels sont les processus génétiques et évolutifs qui ont ainsi permis à toutes ces espèces, parfois phylogénétiquement éloignées, d’évoluer vers un pattern similaire ? 

C’est ce à quoi a voulu répondre l’équipe de Wallbank.

Pour cela, les scientifiques ont entrepris des analyses génétiques sur Heliconius melpomene et d’espèces proches comme H. elevatus et H. timareta pour identifier les modules associés aux éléments à l’origine des phénotypes Dennis et Ray.

Leurs résultats révèlent une histoire évolutive plus complexe que les scientifiques le supposaient !

Les analyses génomiques ont été réalisées à partir de (suite…)

Projet Makay – Madagascar 

10 au 29 avril 2016
Moi en forêt guyanaise, station des Nouragues - 2009 (Source : Benoît GILLES)

Moi en forêt guyanaise, station des Nouragues – 2009 (Source : Benoît GILLES)

Je participe en avril à une mission d’exploration scientifique à Madagascar dans une région riche d’une biodiversité unique et inconnue de la science : la région du Makay, dans le but de contribuer à sa préservation.

Pour faire un don : me contacter, ou suivre ce lien

II) Présentation détaillée du projet
  • La région du Makay

Au XXIème siècle, des régions du monde demeurent encore peu explorées et renferment une biodiversité inconnue de la science.

Situation géographique de la région du Makay à Madagascar

Situation géographique de la région du Makay à Madagascar (Source : © Naturevolution)

Au centre-ouest de l’île de Madagascar figure l’une d’entres elles : la région du Makay. D’une superficie de 150 km x 50 km, cette zone est constituée d’un massif de roches cristallines datant de plusieurs centaines de millions d’années. Le Makay est à la fois l’une des oeuvres de la nature les plus monumentales qui soit et un emblème de Terra Incognita – son existence étant même peu connue de la plupart des malgaches -.

Le massif est formé de hauts plateaux couverts en partie par de la forêt ou par une végétation arbustive/herbacée typique de l’ouest de Madagascar et de profonds canyons creusés par des millions d’années d’érosion abritant une végétation humide similaire aux forêts de l’est de l’île.

Les espèces animales et végétales de cette région, isolées des autres populations depuis des millions d’années, ont évolué dans des niches écologiques particulières engendrant un taux exceptionnel d’endémisme (espèce dont l’aire de répartition est spécifique à une zone précise).

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(Source : © Evrad Wendenbaum)

Ces mécanismes géologiques et biologiques uniques au monde font du massif du makay un sanctuaire et un coffre-fort de biodiversité protégé des activités humaines par son relief escarpé. Cependant, des pressions et des dégradations d’origine anthropique de plus en plus présentes et intenses menacent son existence.

  • Projet

Le projet, mené par les associations Naturevolution et Projets Plus Actions depuis plusieurs années, sous l’impulsion d’Evrad WENDENBAUM, consiste à explorer la région et à inventorier les richesses biologiques et archéologiques pour confirmer la preuve du caractère exceptionnel du massif du Makay auprès des autorités malgaches afin que des mesures de sauvegarde et de préservation soient mises en place rapidement.

La mission qui aura lieu du 10 au 29 avril 2016, et à laquelle je souhaite participer, s’inscrit dans ce processus et permettra de (suite…)