Il y a plusieurs millions d'années, un ancêtre du groupe d'oiseaux chanteurs connu sous le nom de nid d'abeille est arrivé dans les îles Hawaii. Les oiseaux se sont divisés en différentes espèces pour remplir une variété de niches, subsistant de tout, des larves à la sève des arbres en passant par le nectar des fleurs tropicales. Mais, jusqu'à récemment, les scientifiques ne savaient pas exactement comment les différentes espèces de miel en nid d'abeilles existant actuellement étaient liées les unes aux autres - ni quel oiseau du continent était leur plus proche ancêtre.
Une nouvelle étude réalisée par une équipe de scientifiques du Smithsonian, publiée dans Current Biology, a permis de reconstituer ce puzzle et de résoudre le mystère. «Cette radiation est l’un des trésors scientifiques naturels que l’archipel offre au milieu du Pacifique», déclare Heather Lerner, professeure à Earlham College, qui a travaillé à l’étude en tant que chercheuse postdoctorale au Smithsonian Conservation Biology Institute. avec Rob Fleischer et Helen James.
La plupart des espèces de nid d'abeilles sont de couleurs vives et chantent un chant canarien. Mais au-delà, ils sont remarquablement divers. "Vous avez des espèces de miel qui sont adaptées à la nectarivorie, tandis que d'autres mangent des graines, des fruits ou même des escargots", dit Lerner. «Certains types de factures sont uniques parmi les oiseaux.»
À l'instar des pinsons célèbres que Darwin a étudiés dans les îles Galápagos, les scientifiques ont longtemps considéré les nid d'abeilles comme un exemple classique du rayonnement adaptatif - un groupe d'espèces qui ont évolué pour occuper diverses niches à leur arrivée dans un nouvel habitat. «En essayant de comprendre toute cette diversité, si vous ne comprenez pas comment et quand cela a évolué, vous ne pouvez vraiment pas tester beaucoup d'hypothèses», déclare Lerner. "La phylogénie - les relations individuelles entre les espèces - sont fondamentales."
Pour commencer à résoudre ce mystère, l'équipe de recherche a rassemblé des échantillons d'ADN provenant d'une grande variété d'oiseaux. En plus d’échantillonner les 18 espèces d’algues à miel vivantes - et un groupe récemment disparu -, elles ont prélevé l’ADN de 28 espèces d’oiseaux qui semblaient partager les mêmes caractéristiques physiques que les abeilles mellifères ou avaient une aire de répartition similaire.
Les chercheurs ont ensuite utilisé des techniques de séquençage d’ADN de pointe, dont certaines ont été développées au cours des dernières années. Ces méthodes étaient cruciales, car le tri des relations enchevêtrées entre différentes espèces nécessitait une quantité massive d’ADN afin de trouver des points communs et des différences dans les codes génétiques. «Nous aurions été dans le laboratoire pour toujours si nous n'avions pas utilisé de nouvelles technologies», déclare Lerner. «Ce que nous avons fait est donc qu'au lieu de copier peut-être 500 paires de bases d'ADN à la fois, ou 1 000, nous en avons fabriqué 10 000 à 12 000 à la fois. C'est une révolution complète en termes de séquençage de l'ADN. "
Les scientifiques ont examiné une série d'emplacements dans l'ADN pour rechercher des variations parmi les espèces. Le degré de variation fournissant des informations sur le moment où les différentes espèces ont divergé les unes des autres, car l'ADN a tendance à muter à une vitesse définie dans le temps. Plus il y a de différences entre les espèces, plus il y a longtemps que leurs voies d'évolution ont divergé.
Les conclusions de l’équipe étaient quelque peu surprenantes: il s’est avéré qu’un ancêtre des roseliniers, un groupe d’espèces d’oiseaux eurasiennes, était le plus proche parent de toutes les espèces d’Ambrophiles hawaïennes. Les pinsons des fondateurs ont vraisemblablement immigré dans les îles Hawaii entre 7, 2 et 5, 8 millions d’années.
La géologie inhabituelle d'Hawaï a joué un rôle dans l'évolution rapide de nombreuses espèces de nid d'abeilles qui ont suivi. Les îles volcaniques se sont formées une à une dans le temps, lorsque la plaque tectonique du Pacifique a été traînée sur un «point chaud» de magma, et chaque nouvelle île a fourni une nouvelle opportunité de colonisation.
"Le calendrier que nous obtenons de notre calibration suggère qu'ils sont arrivés à peu près au moment où Kaua'i se formait", déclare Fleischer. "Mais ils n'ont pas vraiment commencé à accélérer le processus de scission en différentes lignées jusqu'à la formation de l'île d'Oahu, lorsque vous avez maintenant soudainement une ardoise vierge d'habitat ouvert." Il y a entre 4 et 2, 5 millions d'années, l'analyse ADN indique que les abeilles ont connu une période de spéciation rapide, avec diverses espèces développant de nouvelles formes de factures et autres caractéristiques pour tirer parti des nombreuses nouvelles niches disponibles.
Au cours des dernières années, les espèces d’apiculteurs ont beaucoup souffert de la perte d’habitat et d’autres problèmes posés par le développement humain, avec la disparition de 38 espèces. L’équipe de recherche envisage d’utiliser ces techniques d’analyse d’ADN avec des échantillons prélevés sur des spécimens de musée disparus pour déterminer la place de l’espèce dans l’arbre généalogique de l’évolution.
