Des chercheurs de l’Université de Lund ont découvert que la variation génétique de couleur chez les demoiselles femelles à queue bleue, y compris une forme imitant le mâle, était née il y a plus de cinq millions d’années. Cette découverte approfondit notre compréhension de la diversité génétique et des processus évolutifs chez les demoiselles et ouvre la voie à de nouvelles études évolutives.
Depuis plus de deux décennies, des scientifiques de l’Université de Lund en Suède étudient la demoiselle à queue bleue commune, une espèce espèces où les femelles affichent trois formes de couleurs distinctes, dont une qui ressemble aux mâles, offrant une protection contre le harcèlement sexuel. Récemment, une équipe internationale de chercheurs a découvert que cette variation génétique de couleur, commune à plusieurs espèces, provenait d’altérations dans une région génomique particulière, remontant à au moins cinq millions d’années.
La question de savoir comment et pourquoi la variation génétique apparaît et se maintient sur de longues périodes est d’une importance capitale pour la biologie de l’évolution, la génétique des populations et la biologie de la conservation. Dans toutes les populations de taille limitée, la variation génétique se perd avec le temps. Il est donc important de comprendre à la fois les mécanismes qui donnent naissance à de nouvelles variations génétiques et ceux qui agissent pour maintenir la variation. Cela est important à la fois pour la conservation des espèces et pour le potentiel évolutif futur des populations à s’adapter à des environnements en évolution rapide.
Résultats de la nouvelle étude
Dans la nouvelle étude publiée dans Écologie de la nature et évolutionune équipe de recherche a cartographié la variation de couleur étendue et frappante parmi les femelles de la demoiselle à queue bleue (Ischnura elegans).
« Chez cette espèce de demoiselle, il existe trois formes de couleur génétiquement déterminées chez les femelles, dont l’une les fait ressembler à des mâles. Ces femelles ressemblant à des mâles ont un avantage car elles évitent le harcèlement conjugal excessif de la part des mâles. Notre étude clarifie quand, comment et pourquoi cette variation est apparue et montre que cette variation s’est maintenue sur de longues périodes d’évolution grâce à une sélection naturelle dite équilibrée », explique Erik Svensson, professeur de biologie à l’Université de Lund.
En séquençant les ADN des trois formes de couleur de la demoiselle à queue bleue et en la comparant aux deux formes de couleur de son parent tropical étroitement apparenté Ischnura senegalensis, les chercheurs ont pu démontrer que cette variation génétique de couleur chez les femelles est apparue il y a au moins cinq millions d’années ; par plusieurs mutations différentes dans une région génétique spécifique du treizième chromosome de la demoiselle.
« La grande variation de couleur chez les insectes fascine le grand public et soulève des questions sur la fonction des signaux de couleur et leurs conséquences évolutives sur le choix des partenaires et les conflits entre les sexes », explique Erik Svensson.
Orientations futures de la recherche
Après avoir localisé le gène à l’origine de la variation de couleur des femelles, les chercheurs peuvent désormais aller plus loin et identifier différents génotypes chez les mâles et au stade larvaire aquatique de ces insectes. Les mâles n’ont pas de formes de couleur visibles, mais les chercheurs prévoient de déterminer si le gène de couleur affecte d’autres caractéristiques des larves et des mâles, notamment la survie et les comportements.
« Nous disposons désormais d’une bonne base de connaissances pour étudier la variation de couleur sur des échelles de temps évolutives plus longues parmi d’autres espèces de ce genre de demoiselle, présent en Europe, en Afrique, en Asie, en Australie, en Amérique du Nord et du Sud. Ces nouveaux résultats génétiques nous aident à comprendre à la fois les processus évolutifs qui se déroulent au sein d’une espèce et ce qui se passe sur des échelles de temps macroévolutives plus longues, de plusieurs dizaines de millions d’années, et chez plusieurs espèces différentes », conclut Erik Svensson.
