Un nouvel arbre généalogique d’oiseaux éloigne progressivement les pigeons des flamants roses

Il y a environ 66 millions d’années, l’impact d’un énorme astéroïde a provoqué l’extinction des dinosaures et de nombreuses autres espèces animales et végétales sur Terre. Mais après cet événement catastrophique, les oiseaux qui avaient survécu, et qui peuvent techniquement être considérés comme des parents des dinosaures, ont émergé et se sont répandus dans le monde entier.

Pendant des siècles, les scientifiques ont tenté d’organiser et de placer 10 000 espèces d’oiseaux sur un arbre évolutif. Un véritable casse-tête qui a donné naissance à diverses classifications qui ont pu aujourd'hui être revues et améliorées grâce à la combinaison d'analyses génomiques et de méthodes informatiques de pointe développées par les ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego et le supercalculateur. Développer du Supercomputing Center de cette ville américaine.

Le résultat a été l'arbre généalogique des oiseaux le plus grand et le plus détaillé à ce jour, qui a réécrit l'histoire évolutive de ces animaux : un graphique complexe qui retrace 93 millions d'années de relations évolutives entre 363 espèces d'oiseaux représentant 92 % de toutes les familles d'oiseaux. L'équipe internationale qui l'a développé l'a présenté ce lundi dans deux articles publiés dans des magazines Nature et Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS).

Et cet arbre généalogique mis à jour révèle des modèles dans l’histoire évolutive des oiseaux après cette extinction massive catastrophique et corrige également les relations qui avaient été mal établies. Plus précisément, il a révélé que Les flamants roses et les pigeons sont plus éloignés qu’on ne l’avait établi auparavant. Et ils l’ont découvert grâce à une section d’un chromosome datant de plusieurs millions d’années. congelé au fil du temps, sans se mélanger à l'ADN voisin comme on s'attendait à ce qu'il le fasse pendant toutes ces années de reproduction sexuée.

Cette section, qui selon les scientifiques équivaut à 2% du génome des oiseaux, a convaincu les chercheurs que la majorité des oiseaux pouvaient être regroupés en deux grandes catégories principales : dans un groupe ils ont placé les flamants roses et les pigeons (en les cataloguant comme cousins ​​évolutifs), et dans l'autre groupe ils placèrent le reste des oiseaux. Cette conclusion a été tirée après avoir analysé les génomes de 48 espèces.

Cependant, la nouvelle analyse élargie actuellement réalisée, basée sur l'étude de 363 espèces, a identifié quatre groupes principaux et a placé les flamants roses et les pigeons comme des parents plus éloignés que ce qui avait été déterminé précédemment.

Les flamants roses et les pigeons se ressemblaient dans ce morceau d'ADN congelé Mais lorsqu’ils ont pris en compte le génome complet, il est devenu clair que ces deux groupes sont plus éloignés l’un de l’autre qu’ils ne le pensaient.

Les scientifiques n'excluent pas que d'autres relations précédemment établies doivent être corrigées : « Nous avons découvert cette région trompeuse chez les oiseaux parce que nous avons consacré beaucoup d'énergie au séquençage du génome des oiseaux. « Je pense qu'il existe des cas comme celui-ci chez d'autres espèces qui ne sont tout simplement pas encore connus. »a expliqué Edward Braun, co-auteur de l'étude dans PNAS.

Ces travaux font partie du projet B10K Avian Genomic (projet de 10 000 génomes d'oiseaux), une initiative dirigée par l'Université de Copenhague (Danemark), l'Université du Zhejiang (Chine) et l'UC San Diego (États-Unis) qui vise à générer un projet de génome. séquences pour environ 10 500 espèces d’oiseaux existantes.

arbres évolutifs d'autres animaux

Grâce à ces travaux, les scientifiques ont pu détecter de fortes augmentations de la taille effective de la population, des taux de remplacement et de la taille relative du cerveau chez les lève-tôt, des données qui servent finalement à faire la lumière sur les mécanismes adaptatifs qui ont conduit à la diversification aviaire après le cataclysme de l'astéroïde.

« Notre objectif est de reconstruire toute l'histoire évolutive de tous les oiseaux », déclare Siavash Mirarab, professeur de génie électrique et informatique à la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego et co-auteur des deux études.

Ainsi, cette équipe continue de travailler pour agrandir l’arbre à oiseaux et pouvoir offrir un aperçu plus complet de son évolution. Plus précisément, les biologistes séquencent les génomes d’autres espèces d’oiseaux dans l’espoir d’élargir l’arbre généalogique pour inclure des milliers de genres. Pendant ce temps, les informaticiens dirigés par Mirarab affinent leurs algorithmes, appelés ASTRAL, pour permettre d'utiliser des ensembles de données encore plus volumineux afin que les analyses des études futures puissent être effectuées avec une rapidité et une précision élevées.

Dans cette étude, souligne Mirabab, il a été essentiel de disposer d'un supercalculateur comme celui de San Diego : « Sans Développernous n'aurions pas pu exécuter et réexécuter nos analyses sur des ensembles de données aussi volumineux dans un délai raisonnable », dit-il.

L'impact de cet arbre généalogique va au-delà de l'étude de l'histoire évolutive des oiseaux car, selon ses auteurs, les méthodes informatiques conçues dans le laboratoire de Siavash Mirarab sont devenues l'un des outils standards pour reconstruire les arbres évolutifs d'autres animaux.