L’ADN d’un ancien cheval révèle un flux génétique entre les chevaux eurasiens et nord-américains –

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  • Une nouvelle étude de l’ADN ancien de fossiles de chevaux trouvés en Amérique du Nord et en Eurasie montre que les populations de chevaux des deux continents sont restées connectées via le pont terrestre de Béring, se déplaçant d’avant en arrière et se reproduisant plusieurs fois sur des centaines de milliers d’années.

    Les nouvelles découvertes démontrent la continuité génétique entre les chevaux morts en Amérique du Nord à la fin de la dernière période glaciaire et les chevaux qui ont finalement été domestiqués en Eurasie puis réintroduits en Amérique du Nord par les Européens. L’étude a été acceptée pour publication dans la revue Écologie moléculaire et est actuellement disponible en ligne.

    «Les résultats de cet article montrent que l’ADN a circulé facilement entre l’Asie et l’Amérique du Nord pendant les périodes glaciaires, maintenant la connectivité physique et évolutive entre les populations de chevaux de l’hémisphère nord», a déclaré l’auteur correspondante Beth Shapiro, professeur d’écologie et de biologie évolutionniste à l’UC Santa. Cruz et un enquêteur du Howard Hughes Medical Institute.

    L’étude met en évidence l’importance du pont terrestre de Béring en tant que corridor écologique pour le mouvement des grands animaux entre les continents pendant le Pléistocène, lorsque des calottes glaciaires massives se sont formées pendant les périodes glaciaires. Le niveau de la mer considérablement plus bas a révélé une vaste zone terrestre connue sous le nom de Béringie, s’étendant de la rivière Lena en Russie au fleuve MacKenzie au Canada, avec de vastes prairies abritant des populations de chevaux, de mammouths, de bisons et d’autres espèces de la faune du Pléistocène.

    Les paléontologues savent depuis longtemps que les chevaux ont évolué et se sont diversifiés en Amérique du Nord. Une lignée de chevaux, connue sous le nom de chevaux caballins (qui comprend les chevaux domestiques) s’est dispersée en Eurasie sur le pont terrestre de Béring il y a environ 1 million d’années, et la population eurasienne a alors commencé à diverger génétiquement des chevaux qui sont restés en Amérique du Nord.

    La nouvelle étude montre qu’après la scission, il y a eu au moins deux périodes où les chevaux ont fait des allers-retours entre les continents et se sont croisés, de sorte que les génomes des chevaux nord-américains ont acquis des segments d’ADN eurasien et vice versa.

    «Il s’agit du premier examen complet de la génétique des anciennes populations de chevaux sur les deux continents», a déclaré la première auteure Alisa Vershinina, chercheuse postdoctorale travaillant au laboratoire de paléogénomique de Shapiro à l’UC Santa Cruz. “Avec les données des génomes mitochondriaux et nucléaires, nous avons pu voir que les chevaux se dispersaient non seulement entre les continents, mais qu’ils se croisaient et échangeaient également des gènes.”

    L’ADN mitochondrial, hérité uniquement de la mère, est utile pour étudier les relations évolutives car il accumule les mutations à un rythme constant. Il est également plus facile de récupérer des fossiles car il s’agit d’un petit génome et il y a de nombreuses copies dans chaque cellule. Le génome nucléaire porté par les chromosomes, cependant, est une source beaucoup plus riche d’informations évolutives.

    Les chercheurs ont séquencé 78 nouveaux génomes mitochondriaux d’anciens chevaux trouvés en Eurasie et en Amérique du Nord. En combinant ceux avec 112 génomes mitochondriaux précédemment publiés, les chercheurs ont reconstruit un arbre phylogénétique, un diagramme de ramification montrant comment tous les échantillons étaient liés. Avec un emplacement et une date approximative pour chaque génome, ils pourraient suivre les mouvements de différentes lignées de chevaux anciens.

    “Nous avons trouvé des lignées de chevaux eurasiens ici en Amérique du Nord et vice versa, suggérant des mouvements de population intercontinentaux. Avec des génomes mitochondriaux datés, nous pouvons voir quand ce changement de localisation s’est produit”, a expliqué Vershinina.

    L’analyse a montré deux périodes de dispersion entre les continents, toutes deux coïncidant avec des périodes où le pont terrestre de Béring aurait été ouvert. Au Pléistocène moyen, peu de temps après la divergence des deux lignées, le mouvement était principalement d’est en ouest. Une deuxième période au Pléistocène tardif a vu un mouvement dans les deux sens, mais surtout d’ouest en est. En raison d’un échantillonnage limité à certaines périodes, les données peuvent ne pas capturer d’autres événements de dispersion, ont déclaré les chercheurs.

    L’équipe a également séquencé deux nouveaux génomes nucléaires à partir de fossiles de chevaux bien conservés récupérés dans le territoire du Yukon, au Canada. Ceux-ci ont été combinés avec 7 génomes nucléaires précédemment publiés, permettant aux chercheurs de quantifier la quantité de flux de gènes entre les populations eurasienne et nord-américaine.

    «Le point de vue habituel dans le passé était que les chevaux se différenciaient en espèces distinctes dès qu’ils étaient en Asie, mais ces résultats montrent qu’il y avait une continuité entre les populations», a déclaré le co-auteur Ross MacPhee, paléontologue à l’American Museum of Natural History. “Ils ont pu se reproduire librement, et nous en voyons les résultats dans les génomes de fossiles de chaque côté de la fracture.”

    Les nouvelles découvertes ne manqueront pas d’alimenter la controverse en cours sur la gestion des chevaux sauvages aux États-Unis, descendants de chevaux domestiques amenés par les Européens. Beaucoup de gens considèrent ces chevaux sauvages comme une espèce envahissante, tandis que d’autres les considèrent comme faisant partie de la faune indigène d’Amérique du Nord.

    «Les chevaux ont persisté en Amérique du Nord pendant longtemps, et ils ont occupé une niche écologique ici», a déclaré Vershinina. “Ils sont morts il y a environ 11 000 ans, mais ce n’est pas beaucoup de temps en termes d’évolution. Les chevaux sauvages d’Amérique du Nord d’aujourd’hui pourraient être considérés comme réintroduits, plutôt qu’invasifs.”

    Le co-auteur Grant Zazula, paléontologue du gouvernement du Yukon, a déclaré que les nouvelles découvertes aident à recadrer la question de savoir pourquoi les chevaux ont disparu d’Amérique du Nord. «C’était une perte de population régionale plutôt qu’une extinction», a-t-il dit. «Nous ne savons toujours pas pourquoi, mais cela nous dit que les conditions en Amérique du Nord étaient radicalement différentes à la fin de la dernière période glaciaire. Si les chevaux ne s’étaient pas rendus en Asie, nous les aurions tous perdus dans le monde.

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