Dans le monde de la conservation des espèces menacées et en voie de disparition, la révolution génomique a soulevé des inquiries complexes : remark les scientifiques peuvent-ils justifier l’évaluation de la diversité génétique des espèces sans consulter des génomes entiers maintenant qu’ils peuvent être séquencés ? Mais là encore, remark les scientifiques peuvent-ils justifier le temps et les dépenses consacrés au séquençage du génome alors que les mesures séculaires de la diversité génétique neutre sont beaucoup moins chères et moreover faciles à obtenir ?
Une nouvelle étude suggère qu’une transition de la génétique « ancienne école » vers la génomique « nouvelle école » à des fins de conservation des espèces n’est probablement pas nécessaire dans tous les cas.
Les chercheurs ont découvert que la diversité génétique fonctionnelle qu’ils ont détectée en analysant les variations génétiques dans les génomes entièrement séquencés de 90 crotales massasauga de l’Est était en bonne corrélation avec la diversité génétique neutre observée dans de larges sections de ces mêmes génomes ne contenant aucun gène codant pour une protéine – similaire au type de génétique. matériel historiquement utilisé pour évaluer la diversité génétique.
« Si nous nous inquiétons de la santé génétique des populations, la diversité neutre peut nous apporter une assez bonne réponse, comme cela a longtemps été soutenu. Nous l’avons testé directement pour cette espèce », a déclaré H. Lisle Gibbs, professeur d’évolution et d’écologie. et biologie des organismes à l’Ohio Condition University et auteur principal de l’étude.
« J’espère que pour de nombreuses autres petites espèces vivant dans de petites populations isolées, c’est une bonne nouvelle dans la mesure où la diversité génétique neutre mesurée à l’aide de strategies beaucoup moins coûteuses et additionally facilement accessibles que le séquençage de leur génome entier nous donne des informations importantes sur leur santé génétique. »
Les résultats seront publiés cette semaine dans la revue Proceedings of the Countrywide Academy of Sciences.
L’intérêt de l’évaluation de la diversité génétique dans une petite inhabitants animale (ou végétale) isolée est d’avoir une idée de la capacité de ses membres à s’adapter aux situations changeantes grâce à leurs « bonnes » mutations, et de déterminer le niveau de nécessité de mesures de conservation. cela leur donnera une probability de continuer. D’autres espèces sont considérées comme menacées ou en voie de disparition parce que la consanguinité qui se produit dans une petite population devrait permettre l’accumulation de mutations génétiques dommageables (« mauvaises »), réduisant ainsi les likelihood de survie de l’espèce.
Historiquement, la diversité génétique a été estimée en recherchant des régions d’ADN faciles à mesurer, sans rapport avec les gènes codant pour les protéines. Un niveau as well as élevé de diversité dans ces régions suggère une additionally grande variation génétique dans les gènes codant pour les protéines – un signe, mais pas une preuve solide, que les gènes de l’espèce changent pour permettre une adaptation aux futurs changements environnementaux.
« Grâce aux informations génomiques, nous pouvons désormais, pour la première fois, rechercher des variantes spécifiques de gènes spécifiques dans l’ensemble du génome, ce que nous n’avons jamais pu faire auparavant. Et c’est ce que nous avons pu faire », a déclaré Gibbs.. « On ne s’attend pas à ce que cela soit fait pour chaque espèce – ce serait prohibitif et not possible. Nous essayons donc de fournir un modèle sur la façon dont on peut faire ces choses chez n’importe quelle espèce menacée. »
Dans le cadre de ces travaux, le laboratoire de Gibbs a été le leading à séquencer le génome du serpent à sonnette massasauga de l’Est, qui a été répertorié comme menacé en vertu de la Loi sur les espèces en voie de disparition en 2016 en raison de la perte et de la fragmentation de son habitat de zones humides. Ils ont ensuite comparé 90 de ces séquences aux génomes séquencés de 10 serpents à sonnettes massasauga occidentaux, une espèce commune sans aucune limitation en termes de possibilités de copy et de grandes populations.
Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé cette analyse pour créer deux « boîtes » dans lesquelles classer les mutations fonctionnelles du massasauga oriental : les modifications génétiques observées chez les massasaugas qui impliquaient soit une forte sélection beneficial, et contenaient donc des mutations bénéfiques, soit une forte sélection négative, et, contenait donc des mutations délétères. À titre de comparaison, la région qu’ils ont désignée comme neutre était constituée de sections du génome situées loin des gènes fonctionnels.
« C’étaient nos trois varieties de variation. La prédiction est que si la mesure de la variation neutre est précise, alors s’il y a beaucoup de variation neutre, alors il devrait y avoir beaucoup de bonnes variations présentes dans la population et pas beaucoup de mauvaises variants », Gibbs dit. « Et c’est parce que dans les grandes populations, la sélection naturelle est efficace, conduisant à l’élimination de toutes les mauvaises choses et à la rétention des bonnes choses.
« Mais ensuite, de mauvaises choses se produisent lorsque les populations diminuent parce que la dérive génétique et les processus aléatoires commencent à devenir importants et à interférer avec l’efficacité avec laquelle la sélection naturelle peut purger les choses, permettant aux mauvaises mutations d’augmenter en fréquence ou de maintenir des fréquences élevées de bonnes mutations. modèle que nous avons sur la façon dont la taille de la population affecte la façon dont l’évolution agit sur ces deux varieties de mutations. »
Il y a une mise en garde à cette découverte, a-t-il déclaré : ils montrent également que la diversité génétique neutre pourrait ne pas être très utile pour prédire l’avenir, automobile les situations sur le terrain ne sont pas encore capturées dans les gènes des espèces.
« Lorsque nous étudions les modèles de diversité que nous observons dans la nature, nous observons ce que j’appelle le fantôme de l’évolution passée sur de nombreuses générations précédentes. Mais les humains ont commencé à avoir un impact au cours des 200 dernières années, donc quand vous faites de la génétique, et la conservation, il faut être conscient de ce décalage », a-t-il déclaré. « Les modèles ne sont peut-être moreover pertinents par rapport à ce qui va se passer dans le futur. Vous pouvez toujours utiliser une variation neutre, mais sachez qu’elle n’est peut-être in addition aussi prédictive qu’avant. »
Ce travail a été soutenu par le Point out Wildlife Grants Plan administré conjointement par le Fish and Wildlife Services des États-Unis et la Division de la faune de l’Ohio, avec des fonds fournis par le Partenariat pour la conservation de la biodiversité de l’Ohio entre l’État de l’Ohio et la Division de la faune de l’Ohio, ainsi que par le Nationwide Science Basis et National Institutes of Wellness.
Les co-auteurs comprennent d’anciens chercheurs postdoctoraux de l’État de l’Ohio, Samarth Mathur, Andrew Mason et Gideon Bradburd de l’Université du Michigan.
