Sur une île au large des côtes de la Nouvelle-Zélande, à l’ombre d’une forêt vierge, un son étrange résonne toute la nuit. C’est profond boom qui peut parfois être entendu à des kilomètres de distance. Il s’agit de l’appel nuptial de l’une des créatures les plus étranges et les plus intrigantes de la région. Rencontrez le kākāpō, une espèce en danger critique d’extinction.
Les Kākāpō (son nom signifie « perroquet de nuit » en maori) sont de grands perroquets incapables de voler, endémiques de Nouvelle-Zélande. En 1894, l’écologiste Richard Henry a transféré les oiseaux du continent sur une île prétendument sûre, mais ils ont été accueillis par des prédateurs insoupçonnés. D’autres kākāpō ont été trouvés sur le continent et sur certaines îles environnantes dans les années 1970. Bien que les oiseaux du continent aient ensuite été déplacés vers ces îles, un seul a survécu. Il s’appelait à juste titre Richard Henry.
Ces perroquets particuliers parcourent désormais cinq îles sans prédateurs, et leur population est passée d’un nombre précaire de 51 en 1995 à 252 en 2022. Pourtant, la diversité génétique limitée d’une si petite population a rendu la reproduction problématique. Les programmes de sélection ont révélé que la plupart des kākāpō sont gravement consanguins et sensibles aux maladies et à l’infertilité. Dans une démarche sans précédent visant à conserver l’espèce, des chercheurs de l’Université d’Otago ont séquencé le génome de presque tous les oiseaux existants dans le but de découvrir s’il existe des variantes génétiques dans la population qui pourraient aider à empêcher la disparition du kākāpō.
Être fécond et se multiplier ?
Autrefois nombreux sur le continent néo-zélandais, les kākāpō ont commencé à faire face à de nouvelles menaces avec l’arrivée des humains. Les premiers colons polynésiens les chassaient pour se nourrir et amenaient des chiens prédateurs. D’autres prédateurs, tels que les rats, les opossums, les hermines, les furets et les chats sauvages, ont ensuite été amenés par les colons européens. Résultat : très peu d’oiseaux sont restés et le pool génétique était considérablement limité.
Les efforts antérieurs visant à relancer la population de kākāpō ont impliqué des tests génétiques. Le premier génome individuel a été séquencé en 2016, mais en ce qui concerne les variantes génétiques portées par d’autres individus, il restait de nombreuses inconnues. Même si le séquençage d’un organisme peut nous renseigner sur la diversité génétique de ses espèces, les efforts de conservation sont plus efficaces lorsqu’ils peuvent obtenir des informations génétiques auprès du plus grand nombre d’individus possible.
Le séquençage d’une population entière peut déterminer où se trouvent toutes les variantes génétiques les plus et les moins souhaitables de la population, aidant ainsi les scientifiques à éviter de s’accoupler avec des oiseaux trop étroitement apparentés ou présentant trop de variantes préjudiciables.
L’équipe impliquée dans les nouveaux travaux recherchait des variantes associées à la fertilité et à la maladie. Les Kākāpō ont un bilan de fécondité lamentable ; de nombreux œufs n’éclosent jamais, soit à cause de l’infertilité, soit à cause de la mort de l’embryon. La longue durée de vie de ce perroquet, estimée entre 80 et 100 ans, complique encore les problèmes de reproduction, les juvéniles mettant des années à atteindre la maturité sexuelle. Ils ne se reproduisent que tous les deux à trois ans lors de la fructification massive de plantes comme l’arbre rimu.
Pour ces raisons, outre les problèmes de reproduction des kakapos dans la nature, car les mâles sont plus nombreux que les femelles (qui ne pondent pas beaucoup d’œufs au départ), les scientifiques se sont appuyés sur l’insémination artificielle. Il a été démontré que la possibilité de sélectionner les spermatozoïdes des mâles présentant les variantes les plus bénéfiques ou les plus génétiquement compatibles avec certaines femelles réduit les problèmes associés à la consanguinité. Avec une répartition génétique de la quasi-totalité de la population, l’équipe d’Otago est encore plus avantagée lorsqu’il s’agit de déterminer quels gènes de kākāpō doivent être combinés.
« Au niveau de la population, [our method] peut déduire le nombre et l’ampleur de l’effet des variantes génétiques qui contribuent aux différences entre les individus », écrivent-ils dans leur nouvel article. « Cette » architecture « génétique a un impact direct sur la capacité des petites populations à s’adapter en réponse à la sélection. »
Quand les gènes s’adaptent
La création de diversité génétique au sein de la population consanguine de kākāpō était auparavant tentée en sélectionnant des individus supposés non apparentés, même lorsque le degré précis de relation était inconnu. Des segments d’ADN courts et répétitifs, appelés microsatellites, ont été utilisés pour tester le lien de parenté entre les parents. Le problème est que les microsatellites donnent souvent des estimations inexactes quant aux individus les plus et les moins apparentés. Parce que les kākāpō vivent si longtemps, les génomes de presque tous les oiseaux à l’origine de la population actuelle (y compris Richard Henry, aujourd’hui décédé), étaient à la disposition des chercheurs.
L’analyse des génomes d’une population entière a permis aux scientifiques d’identifier des régions où des variantes spécifiques étaient associées à un trait. Des phénotypes tels que le taux de croissance et la sensibilité aux maladies ont également été pris en compte dans les décisions potentielles de sélection. La combinaison d’individus présentant des génotypes prometteurs et des phénotypes favorables dans l’ensemble de la population donne au kākāpō les meilleures chances de continuer à produire une progéniture viable. Cela a conduit à transférer des oiseaux vers différentes îles pour leur fournir des partenaires génétiquement plus adaptés.
L’individu présentant la plus grande diversité génétique s’est avéré être Richard Henry, le seul oiseau transféré du continent et ayant survécu pour se reproduire. On pense que cette diversité génétique par rapport à l’île kākāpō est due au fait que l’oiseau provient d’une population continentale. Bien qu’il existe des mutations dans le génome de Richard Henry, il est peu probable que bon nombre de ces variantes se manifestent car elles sont récessives, et elles se sont également révélées plus nombreuses que les variantes qui offrent de plus grandes chances de fertilité et de condition physique globale de la progéniture future.
Il est normal que le kākāpō doté des gènes les plus précieux soit originaire du Fiordland. La résurgence du perroquet nocturne incapable de voler semblait autrefois être un fantasme, mais le séquençage génomique de presque tous les perroquets existants pourrait être le moyen non seulement de restaurer leur population, mais également de faire le retour d’autres espèces menacées.
Écologie de la nature et évolution, 2023. DOI : 10.1038/s41559-023-02165-y