À l’époque où les plus grands passionnés de mouches de la Suède du XIXe siècle – Carl Fredrik Fallén, par exemple, et additionally tard Johan Wilhelm Zetterstedt – collectaient des insectes pour ce qui allait devenir les collections entomologiques de l’Université de Lund, ils se demandaient exactement quel était ce bourdonnement provenant de leur boîte de conserve. raisins secs.
Des chercheurs de l’Université du Wisconsin-Madison et de l’Université de Lund ont extrait et analysé l’ADN de mouches des fruits conservées dans les collections des musées de Lund, Stockholm et Copenhague. Les mouches sont des spécimens de musée collectés par des naturalistes en Europe dès la première décennie du 19e siècle et aussi récemment que dans les années 1930.
Les premiers chercheurs de mouches considéraient que tous les insectes qu’ils pouvaient trouver valaient la peine d’être gardés – les spécimens de Fallén incluent en effet certains qui semblent avoir apprécié ses raisins secs – mais ils n’auraient probablement pas pu concevoir l’importance de la drosophile pour la science.
« Cette espèce est un acteur clé de la science biologique fondamentale depuis plus d’un siècle maintenant », déclare John Pool, professeur de génétique à l’UW-Madison. « Nous nous y sommes tournés pour en apprendre davantage sur les règles de base de la vie, à quoi ressemble la variation génétique dans les populations naturelles, remark différentes forces évolutives façonnent la diversité. Et cela relève uniquement de mon domaine. »
Cela signifie que les gènes des mouches des fruits ont peut-être été séquencés, catalogués et décrits moreover souvent que ceux de tout autre animal. Mais ces échantillons provenaient de spécimens modernes. Parce qu’une mouche des fruits vit environ 50 jours, les nouveaux échantillons d’ADN – décrits dans une étude publiée aujourd’hui dans la revue PLOS Biology – proviennent de très anciens moms and dads des mouches qui bourdonnent autour de nos bols de fruits ces jours-ci.
« Il n’est pas si inhabituel d’obtenir de l’ADN utile à partir de très vieux spécimens de nos ancêtres hominidés ou d’autres animaux », explique Pool. « Mais le nombre de générations – environ 3 000 – qui se sont écoulées dans les populations de mouches depuis que certaines d’entre elles que nous avons séquencées étaient vivantes est à peu près le même nombre de nos générations depuis que les humains ont émergé d’Afrique. »
Le zoologiste de Lund, Marcus Stensmyr, a récupéré le matériel génétique des mouches du musée en les trempant dans une option qui brise les membranes cellulaires pour libérer les grosses molécules à l’intérieur. Les mouches ont été lavées et séchées et restituées à la assortment du musée. Leur ADN a été extrait de la remedy et analysé à l’UW-Madison.
Étonnamment, les chercheurs ont découvert que les mouches des fruits collectées en Suède au début des années 1800 étaient génétiquement plus similaires aux mouches du 21e siècle que les échantillons suédois des années 1930. Cela est probablement dû à la position des mouches les moreover anciennes dans l’histoire de la drosophile, parmi les premières arrivées si loin au nord de leur aire de répartition d’origine en Afrique australe. Pendant un particular temps, ils constituèrent un petit avant-poste, dans lequel des mutations aléatoires provoquaient de furthermore grandes différences dans la inhabitants – davantage de ce qu’on appelle la « dérive génétique » – à mesure que les années 1800 devenaient les années 1900. Les mouches suédoises deviendraient cependant moins uniques lorsque leur nombre serait renforcé par le pool génétique européen furthermore big.
« Il y aurait eu une forte augmentation du transport de fruits entre les années 1930 et aujourd’hui et, de manière générale, davantage de transports humains, ce qui aurait probablement accru les possibilités de migration de la drosophile sur de plus longues distances », explique Pool. « Donc, ce que nous pensons observer entre les années 1930 et aujourd’hui, c’est l’effet de cette migration qui homogénéise fondamentalement la variation génétique. »
En comparant les changements au fil des siècles d’échantillons de mouches désormais à leur disposition, les chercheurs ont également identifié une poignée de gènes montrant des signes de pression évolutive.
« C’était un intérêt clé de notre étude, d’essayer de déterminer quels gènes auraient pu être les moreover importants pour aider cette populace de mouches à s’adapter à un climat et à un environnement très nouveaux », explique Pool.
Les différences entre l’ADN des spécimens des années 1930 et ceux de leurs parents actuels ont révélé l’émergence d’un gène appelé Cyp6g1, connu aujourd’hui pour rendre les mouches moreover résistantes au pesticide DDT.
« C’était notre meilleur résultat pour l’intervalle de temps le furthermore récent », déclare Pool. « Et cela était parfaitement logique, compte tenu du minute où le DDT a été introduit. »
Cela se serait produit dans les années 1940, peu de temps après que les resources muséales les moreover récentes de drosophiles de l’étude étaient encore en vol. In addition tôt cela, d’importants changements génétiques ont montré qu’un gène appelé Ahcy aidait les mouches du 19ème siècle à s’adapter à des températures as well as fraîches et à des journées plus courtes – des facteurs importants dans les cycles de reproduction de la mouche – en Suède (et dans d’autres habitats de haute latitude).
On pensait qu’un autre gène, ChKov1, était lié aux pesticides, mais l’ADN de mouches de musée collectées dans les années 1800 a montré que le gène avait évolué avant même que les insecticides concernés ne soient inventés. Des travaux antérieurs menés par d’autres chercheurs avaient suggéré que ChKov1 conférait également une résistance à un virus, appelé sigmavirus, qui serait apparu chez les mouches il y a environ 200 ans.
« Nos résultats favorisent fortement l’hypothèse de la résistance virale par rapport à l’hypothèse de la résistance aux insecticides », explique Pool. « C’est donc un exemple de gène dont il a déjà été suggéré qu’il était soumis à la sélection naturelle, mais nous avons appris de nouvelles choses à son sujet grâce à ces échantillons temporels. »
Cela témoigne à la fois du travail effectué il y a longtemps par des scientifiques curieux qui ont innové dans leur domaine et des praticiens d’aujourd’hui qui utilisent la technologie moderne dans le même but.
« C’est un exemple de ce que des hundreds of thousands de spécimens de musées à travers le monde pourraient nous dire sur les changements survenus chez de nombreuses espèces différentes », explique Pool.
