Comme le pigeon passager condamné en 1914, le pigeon rose de Maurice se tient au bord d'un précipice. Après avoir vu tous ses autres cousins pigeons disparaître sur cette île reculée, y compris le dodo, son infâme compagnon d'île vu pour la dernière fois en 1662, cet oiseau aux teintes rosées observe maintenant le gosier sombre de l'extinction lui-même.
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Après avoir atteint une population d'environ neuf individus dans les années 90, les oiseaux reproducteurs sont aujourd'hui ramenés à environ 400 personnes. Mais ce nombre est encore assez petit pour les rendre dangereusement vulnérables. Le manque de diversité génétique du pigeon rose l'a rendu de plus en plus vulnérable à une maladie causant un parasite appelée trichomonose, qui tue plus de la moitié de ses poussins et limite la croissance de la population.
Heureusement, ce n'est plus 1662. Aujourd'hui, un outil de conservation en évolution pourrait aider à sortir ces oiseaux du bord de l'extinction: le sauvetage génétique. Cela fonctionne en ajoutant de la diversité génétique à ce type de populations numérotées de manière précaire - en introduisant des individus spécifiques ou, éventuellement, en modifiant directement leurs gènes. Si cela fonctionne, l'avenir de ce pigeon pourrait être à nouveau aussi rose que son plumage.
«Nous voulons essayer de leur donner les outils nécessaires pour lutter contre cette maladie», a déclaré Camilla Ryan, une étudiante de troisième cycle qui étudie le pigeon Maurice avec le chercheur en génomique Matt Clark à l'université britannique Earlham. "Les oiseaux n'ont pas les chiffres ou potentiellement la diversité génétique pour traiter eux-mêmes la maladie."
Clark et Ryan espèrent remettre cette population sur pied en identifiant les gènes qui rendent ces oiseaux si vulnérables. Ensuite, ils échantillonneront des pigeons roses en captivité dans des zoos et des parcs du monde entier à la recherche de gènes mieux adaptés à la lutte contre la maladie, dans le but ultime de les reproduire potentiellement avec la population sauvage. L’équipe a déjà généré des données génétiques sur 180 pigeons roses différents.
Néanmoins, les deux hommes restent prudents dans l’application d’une technique qui a fait l’objet d’une controverse depuis que cette technique a commencé à être appliquée plus facilement dans les années 1990, dans des cas emblématiques de sauvetage de panthères de la Floride et de poulets des Prairies de l’Illinois. Ils ne sont pas seuls: de nombreux défenseurs de l'environnement soutiennent que cette approche pourrait créer des problèmes imprévus pour les espèces en péril et qu'elle ne résout pas les problèmes sous-jacents qui poussent de nombreuses espèces au bord de l'extinction, y compris la perte d'habitat due au développement humain.
Mais à mesure que les humains continuent à empiéter sur les habitats sauvages et à modifier les schémas climatiques mondiaux, la situation de nombreuses espèces est devenue encore plus critique. À présent, de nombreux chercheurs se tournent vers le sauvetage génétique pour en faire un outil viable permettant d’extraire ces espèces les plus vulnérables du danger de l’extinction. Dans un avenir plus lointain, certains scientifiques pensent que nous pourrions peut-être aller plus loin, en modifiant génétiquement les animaux pour qu'ils soient mieux adaptés à leurs environnements en mutation rapide.
Mais ne prenons pas trop d'avance sur nous-mêmes. Pour l'instant, les scientifiques s'attachent à affiner leurs outils de génomique.
Le croisement d'un oiseau captif avec des populations d'oiseaux sauvages peut avoir des effets mitigés sur leurs génomes. Ces pigeons domestiques dominent le parc Hurlstone, une banlieue de Sydney. (Toby Hudson) Lorsque des populations comme le pigeon rose se réduisent à un chiffre ou même à un chiffre, elles éprouvent un phénomène appelé dépression de consanguinité. Cela signifie essentiellement que leur patrimoine génétique est moins diversifié, ce qui le rend plus difficile pour eux de relever les défis de leur environnement. Des signes de cela ont été trouvés chez de nombreuses espèces, y compris une population isolée de loups dans le Michigan, où des individus ont commencé à développer une posture arquée inhabituelle et des queues trapues, indicateurs possibles d'un mauvais état de santé.
À présent, Ryan et Clark explorent des échantillons de tissus historiques de cinq musées européens afin de rechercher les gènes que des pigeons roses plus âgés ont peut-être déjà dû lutter contre la maladie avant que la dépression de consanguinité ne s'installe. L’équipe cherchera ensuite des oiseaux en captivité qui pourraient avoir conservé ces gènes utiles et historiques pour les reproduire avec la population sauvage.
Cela semble assez simple, non? Malheureusement, jouer une divinité génétique n'est pas si simple.
Chaque génotype que vous introduisez dans la population existante a ses propres avantages et inconvénients. Donc, l'équipe doit faire attention à ne pas introduire de nouveaux problèmes dans le système immunitaire des oiseaux sauvages, dit Clark. "Vous pourriez vous retrouver dans une population qui réussit très bien à combattre Trichomonas, mais ce que vous avez fait est de réduire accidentellement la quantité de diversité du système immunitaire", déclare Clark.
Si tel est le cas, ajoute-t-il, une nouvelle maladie pour laquelle ils n'étaient pas préparés pourrait théoriquement toucher et anéantir toute la population.
L'accouplement d'oiseaux captifs avec des oiseaux sauvages présente également le risque d'introduire des gènes permettant aux oiseaux captifs de survivre en captivité, ce qui affaiblit la capacité de cet oiseau à survivre dans la nature. «En essayant de les aider, vous avez aggravé la situation», déclare Clark. Cette menace, appelée «dépression de consanguinité», suscite de vives inquiétudes chez les biologistes de la conservation et constitue un principal argument contre l'utilisation plus répandue du sauvetage génétique.
La panthère de Floride est un signe distinctif de la façon dont le sauvetage génétique peut aider à tirer les espèces du bord de l'extinction. (US Fish and Wildlife Service) Malgré ces risques, plusieurs exemples de réussite ont montré que le sauvetage génétique peut fonctionner. Les panthères de la Floride sont l’une des grandes réussites dont témoignent les défenseurs de l’environnement.
Ce grand chat emblématique a jadis parcouru le sud-est des États-Unis en grand nombre, profitant de son statut de prédateur supérieur et de membre vital de l'écosystème. Mais dans les années 1970, la perte d'habitat et la chasse avaient ramené la population à 12 à 20 adultes. Non seulement leur nombre était déprimant, mais presque tous les panthères masculins présentaient des signes de dépression de consanguinité, notamment des testicules non descendus, des queues repliées et un faible nombre de spermatozoïdes.
Les écologistes ne voulaient pas voir ce chat - qui aidait à maîtriser les populations de cerf de Virginie, de porc sauvage et d'autres proies - disparaissait. Ainsi, en 1995, le US Fish and Wildlife Service a collaboré avec une équipe de chercheurs afin de transférer huit lions des montagnes du Texas afin qu’ils se reproduisent avec les panthères de la Floride. Ils espéraient que les lions des montagnes, qui sont une sous-espèce de la panthère, revitaliseraient le stock de gènes et augmenteraient la taille de la population.
Stuart Pimm, écologiste de la conservation à la Duke University, dit avoir eu des doutes au début. Si vous tentiez de sauver une espèce devenue si rare qu'elle présentait des dommages génétiques, croyait-il, il était déjà trop tard pour les sauver. Beaucoup de ses collègues ont accepté. «Vous traitiez le symptôme plutôt que la cause», dit Pimm, citant la perte d'habitat comme cause principale dans ce cas.
Mais les chercheurs sont allés de l'avant et ont accouplé les panthères et les lions des montagnes. Étonnamment, leurs efforts semblaient fonctionner. La population de panthères a augmenté et la génération suivante est apparue libre de queues cintrées, de tentacules non descendus et d’autres signes de consanguinité. «Toutes ces choses ont disparu», dit Pimm. Dix ans plus tard, Pimm mena une étude de suivi montrant qu’ils avaient maintenu une population croissante, débarrassée de ces signes de dépression de consanguinité.
«C'était rapide, c'était un processus très efficace», dit-il maintenant.
D'autres réussites sont apparues dans les années 1990. Les populations de poulets des Prairies ont augmenté pour la première fois depuis des décennies (bien que des études plus récentes remettent en cause le rôle du sauvetage génétique dans ce succès), de même que l'additionneur suédois, un serpent venimeux qui avait souffert de la consanguinité. Aujourd'hui, Pimm a changé de discours: il pense désormais que le sauvetage génétique peut être un excellent outil dans la boîte à outils d'un écologiste et envisage de l'utiliser pour protéger d'autres grands prédateurs, y compris les lions en Afrique.
Les panthères de la Floride sont devenues une icône du succès du sauvetage génétique. (Michaelstone428) Alors que les chercheurs du monde entier envisagent de mettre en œuvre le sauvetage génétique, ils doivent mieux comprendre en quoi le risque de dépression liée à la multiplication génétique peut différer d'une espèce à l'autre. Malheureusement, le sauvetage génétique ayant été si controversé, il existe peu de cas pouvant offrir cette information.
Même les histoires de réussite des panthères, des poulets et des additionneurs ne contiennent que des informations limitées sur la manière dont le mécanisme pourrait être transféré d'une espèce à une autre, a déclaré Andrew Whiteley, chercheur en génomique pour la conservation à l'Université du Montana. Cela s'explique en partie par le fait que ces cas n'ont pas été systématiquement traités - il s'agissait davantage d'un dernier effort pour sauver une espèce en danger critique d'extinction.
«Celles-ci ont été réalisées en réponse à un problème de gestion pressant. Elles ne l'étaient pas vraiment pour tester le concept de sauvetage génétique de manière rigoureuse sur le plan expérimental», déclare Whiteley. "Donc, ces incertitudes vont rester."
Cherchant à combler ces lacunes dans les connaissances, Whitely mène des expériences sur l'omble de fontaine - une espèce plus facile à étudier que les grands prédateurs - dans le cadre desquelles son équipe a déplacé les poissons dans quatre populations isolées différentes et introduit des poissons venus d'ailleurs pour les reproduire. Les résultats préliminaires suggèrent que la première série d'accouplements a été un succès, mais la capacité réelle de survie et de reproduction de la deuxième génération dépendra de sa capacité à survivre. C'est à ce stade que les symptômes de la dépression de consanguinité ont tendance à se manifester.
Il prévoit de mener une évaluation complète de la capacité de survie et de reproduction de la deuxième génération, en établissant un pedigree pour voir comment les gènes circulent dans le système. «Et finalement, creuser dans la génomique pour comprendre au niveau du génome ce qui s'est passé lorsque cette impulsion de flux de gènes est entrée dans cette petite population», a déclaré Whiteley. "Ce sont les types de données dont nous avons besoin pour pouvoir formuler des recommandations solides."
Le croisement d'un oiseau captif avec des populations d'oiseaux sauvages peut avoir des effets mitigés sur leurs génomes. Ici, une colombe sauvage en vol. (Alan D. Wilson) Si la forme traditionnelle de sauvetage génétique est considérée comme controversée, une nouvelle itération en développement commencera par un son plus fort. Aujourd'hui, les biologistes envisagent de bricoler littéralement les génomes des animaux, en les modifiant génétiquement pour leur conférer certains traits.
Robert Fleischer, responsable du centre pour la génomique de la conservation au zoo national et à l'institut de biologie de la conservation du Smithsonian, envisage cette option pour rendre les oiseaux à Hawaii résistants ou tolérants au paludisme aviaire, un agent pathogène introduit par l'homme dévastant de nombreuses populations d'oiseaux hawaïens aujourd'hui. Mais les chercheurs de son groupe et d’ailleurs affirment qu’ils n’en sont qu’au stade préliminaire de l’investigation de cette technique.
«Nous ne sommes pas encore sur le point de faire des secours, nous préparons simplement le terrain pour le faire à l'avenir, si cela fonctionne, » déclare Fleischer.
Oliver Ryder, directeur de Conservation Genetics au San Diego Zoo Global, estime que ces techniques pourraient un jour s'avérer inestimables, mais que des discussions plus larges sur l'éthique et la logistique devraient être prioritaires. Au cours de ces discussions, les chercheurs devraient peser les risques associés à chaque cas, y compris le risque que les efforts ne fonctionnent tout simplement pas.
«En dépit des efforts déployés, l'agent pathogène trouverait un moyen de contourner la solution ou l'ingénierie», explique Ryder. «Tous les efforts ne seraient donc pas suffisants pour empêcher l'espèce de disparaître.»
Ryder est impliqué dans un effort plus large visant à développer une autre approche de sauvetage génétique, et est intéressé à l'utiliser pour sauver le rhinocéros blanc du Nord. Cette technique, qui n’est pas encore terminée, utiliserait la technologie des cellules souches pour produire des œufs et du sperme à partir de cellules congelées de rhinocéros blancs du Nord, conservées au zoo mondial de San Diego. Son équipe étudie également l'utilisation de spermatozoïdes congelés pour créer des embryons à partir d'ovules obtenus à partir des dernières femelles vivantes ou par le biais de techniques de cellules souches. Ils transféreraient alors théoriquement des embryons dans des rhinos étroitement apparentés, qui serviraient de substituts.
Ce rhinocéros est le candidat idéal pour une telle approche, en partie parce qu'il ne reste que trois de ces individus qui sont tous incapables de se reproduire naturellement, dit Ryder. «Le rhinocéros blanc du Nord est fonctionnellement éteint», déclare Ryder. "La seule façon de l'empêcher de disparaître serait de le sauver génétiquement à l'aide de technologies génétiques et reproductives avancées."
Pour l'instant, les chercheurs s'accordent généralement pour dire que le sauvetage génétique traditionnel sans modification génétique constitue la solution de conservation la plus immédiate. Cependant, ce ne sera jamais la solution ultime pour sauver les populations en dégradation. Chris Funk, chercheur à la Colorado State University, a mené des études sur les guppys trinidadiens afin de déterminer quand et comment la dépression peut se produire.
Funk, comme Pimm, s'est d'abord qualifié de sceptique, non pas parce qu'il ne croyait pas que le sauvetage génétique pouvait fonctionner, mais parce qu'il se considérait comme un puriste en matière de conservation. Mais alors que de plus en plus de populations deviennent isolées et menacées par des pressions humaines croissantes et par le développement, il a fini par se rendre compte que certains compromis pourraient être nécessaires. «Il y a de plus en plus de preuves que cela peut fonctionner dans de nombreuses circonstances», déclare Funk.
«Nous n’aurons pas le luxe d’avoir cette attitude puriste», poursuit-il. «Si nous voulons que ces populations soient présentes dans le paysage, nous devrons recourir au sauvetage génétique pour les empêcher de disparaître.»
