Jean Timmer – 21 octobre 2021 18 h 55 UTC

En raison de problèmes de braconnage, certaines autorités de la faune ont eu recours à l’enlèvement des cornes de rhinocéros pour éliminer la raison pour laquelle ils sont braconnés en premier lieu. Il s’avère que l’évolution a proposé une solution similaire.

Une guerre civile de 15 ans au Mozambique a déclenché une vague de braconnage qui a finalement tué 90% de la population d’éléphants d’un parc national. Par la suite, des éléphants sans défense ont été vus dans le parc. C’est surprenant, car les défenses jouent un rôle important dans la recherche de nourriture et la défense des éléphants contre les prédateurs. Maintenant, les chercheurs ont révélé que l’absence de défenses était le résultat de modifications génétiques et ont même identifié les gènes qui en étaient probablement à l’origine.

Au cours de la guerre civile mozambicaine, la population d’éléphants du parc national de Gorongosa est passée de 2 542 à seulement 242. Mais la population restante contenait un nombre important d’éléphants dépourvus de défenses. Les modèles de population suggèrent que les animaux sans défenses avaient environ cinq fois plus de chances de survivre que leurs congénères avec des défenses.

De manière frappante, l’absence de défense a été observée exclusivement chez les femmes. C’est un schéma inhabituel. Les mâles n’ont qu’une seule copie du chromosome X, tandis que les femelles en ont deux. Ainsi, toute mutation récessive – celle qui n’a pas d’effet si une copie normale du gène est présente – est plus susceptible d’être observée chez les hommes, car ils n’auraient qu’une seule copie et ne pourraient donc pas avoir de copie normale. Une mutation dominante, où les effets sont observés même si une copie normale du gène est présente, expliquerait l’apparition du phénomène chez les femelles. Mais on s’attendrait aussi à le voir chez les hommes.

La solution à cette confusion est un modèle complexe d’hérédité, une mutation qui provoque un changement visible de manière dominante et provoque également la létalité de manière récessive. Ainsi, l’absence de défense dominante explique pourquoi nous voyons des femelles sans défenses. Mais la létalité récessive signifie que tous les mâles qui pourraient se développer sans défenses finissent par mourir à la place. (Parce qu’il n’y a pas d’hommes porteurs de la mutation, il est impossible pour une femme de se retrouver avec deux copies d’un chromosome X mutant, car un chromosome X provient toujours de son père.)

Si vous consultez Mendel, il est possible de prédire ce que vous verriez chez la progéniture si vous examiniez ce type d’héritage. Pour une mère sans défenses, la moitié de sa progéniture mâle hériterait de la mutation et mourrait. Cela signifie que les mâles devraient naître à la moitié du taux de femelles. Parmi la progéniture femelle, la moitié devrait hériter de la mutation et manquer de défenses. La nouvelle recherche confirme que c’est exactement le modèle d’héritage observé chez les éléphants du parc national de Gorongosa.

La confirmation que ce modèle se comportait comme un changement génétique suggérait que les éléphants sans défense étaient une réponse évolutive au braconnage. Ainsi, les chercheurs ont obtenu des séquences génomiques d’éléphants avec et sans défense et ont scanné le chromosome X pour les régions qui présentaient des niveaux élevés de différences entre les deux types d’éléphants. Cela a conduit les chercheurs à une région qui contient un gène appelé amélogénine, qui est impliqué dans la formation de l’émail sur les dents chez d’autres espèces de mammifères.

Chez l’homme, la suppression de cette zone du génome entraîne également des problèmes de formation de dents et de létalité chez les hommes. La létalité est en fait liée au gène voisin de celui nécessaire à la formation des dents. Ainsi, les deux effets différents – la formation de défenses et la létalité – pourraient en fait être séparés, mais sont souvent tous deux affectés par une seule suppression.

Curieusement, une deuxième partie du chromosome X est ressortie de cette analyse, mais elle ne contient que les restes d’un gène qui a été inactivé par des mutations dans un passé lointain. La raison de cette découverte n’est pas claire.

Enfin, les chercheurs ont également scanné le reste du génome à la recherche de régions similaires et en ont découvert une qui comprend un gène impliqué dans la formation de la dentine, une partie de la structure des dents. Compte tenu du schéma de transmission lié au chromosome X, l’importance de ce gène pour l’absence de défenses n’est pas claire. Il est possible qu’il active ou renforce l’effet de la mutation sur le X, mais nous n’en sommes pas sûrs.

La population vaudra la peine d’être suivie alors qu’elle rebondit après l’extinction. Comme indiqué ci-dessus, les éléphants utilisent leurs défenses pour se nourrir et se défendre, il peut donc y avoir un renversement complet de la sélection évolutive qui a éliminé les défenses en premier lieu, les circonstances favorisant désormais les animaux à défenses. Avoir moins d’éléphants à défenses (et moins d’éléphants en général) peut déclencher des changements écologiques importants dans le parc, car on pense que la capacité des animaux à utiliser leurs défenses pour endommager les arbres est en partie responsable de la savane herbeuse qu’ils habitent.

La science, 2021. DOI : 10.1126/science.abe7389 (À propos des DOI).