La cartographie du génome révèle une «  supermutation  » entraînant une coloration cryptique chez les phasmes

Dans un article publié le 23 juillet 2020 dans Science, des chercheurs de l’Utah State University, de l’Université de Sheffield, de l’Université Paul Valéry de Montpellier; l’Université de Berne, l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques, l’Université autonome de Querétaro, l’Université de Notre-Dame et l’Université du Nevada-Reno discutent des résultats d’une enquête sur sept espèces de phasmes d’Amérique du Nord (Timema). Sur la photo, T. petita. Crédits: Roman Villoutreix

Les traits qui forment l’apparence d’un organisme, y compris la couleur, sont déterminés par de nombreux gènes différents et l’environnement de la créature.

«Les humains et les animaux domestiques, par exemple, ont une peau, une fourrure et des poils variés, ainsi qu’une gamme de hauteurs – un exemple de variation continue», explique l’écologiste génétique de l’Université de l’État de l’Utah, Zach Gompert. « Dans la nature, cependant, les types de mutations génétiques affectant l’adaptation et donc l’apparence commencent seulement à être compris. Certains traits présentent des variations plus discontinues ou plus discrètes. »

Dans un article publié le 23 juillet 2020 dans Science, Gompert et collègues de l’Université de Sheffield, Royaume-Uni; L’Université française Paul Valéry de Montpellier; l’Université de Berne et l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques, Suisse; Le Campus Juriquilla de Mexico de l’Université autonome de Querétaro, de l’Université de Notre-Dame et de l’Université du Nevada-Reno discutent des résultats d’une enquête sur sept espèces de phasmes d’Amérique du Nord (Timema).

« La plupart des recherches sur la base génétique des traits et de l’adaptation se sont concentrées sur les gènes individuels et les petites mutations », déclare Gompert, professeur agrégé au département de biologie de l’USU et au centre d’écologie de l’USU « Mais dans cet article, nous découvrons un plus grand rôle pour les grandes mutations et des réarrangements structurels du génome qui «enferment» efficacement des suites de gènes dans des groupes.  »

Les phasmes utilisés dans l’étude sont incapables de voler et se nourrissent de plantes. La plupart des espèces de Timema ont des «morphes» de couleur verte et brune, une variété locale d’une espèce, qui sont cryptiques, ce qui signifie qu’elles se fondent visuellement dans leur environnement. La coloration cryptique permet aux insectes d’éviter la prédation par les oiseaux, car ils se fondent sur les feuilles et les tiges ou l’écorce des plantes qu’ils mangent. Cependant, une espèce, Timema chumash, présente une gamme de couleurs de morphing, y compris les verts et les bruns, mais aussi le jaune, l’orange, le rouge et les nuances de bleu.

« En utilisant des méthodes de cartographie du génome, nous montrons qu’une grande suppression adaptative d’un million de paires de bases – une supermutation – convertit un continuum de variation de couleur observée dans T. chumash en morphes de couleur discrets chez les autres espèces de phasme », dit Gompert.« Cette découverte est importante, car elle permet de réconcilier de grands changements ou lacunes évolutives avec le processus continu d’évolution. Il fournit également des informations sur la manière dont la variation continue est conditionnée en unités semi-discrètes de diversité biologique, telles que les morphes, les sexes et les espèces.  »