Le renne du Svalbard, malgré une consanguinité importante et une faible diversité génétique, compte une population robuste de plus de 20 000 individus, s’étant adaptés aux conditions arctiques avec des caractéristiques uniques comme une taille plus petite et la capacité de digérer les mousses. Bien qu’ils aient évolué rapidement face aux changements environnementaux passés, les scientifiques craignent que le rythme du réchauffement climatique actuel ne dépasse leur capacité d’adaptation, ce qui constituerait une menace sérieuse pour leur survie.
Les rennes vivent depuis plus de 7 000 ans dans l’archipel arctique du Svalbard. Seront-ils capables de résister au changement climatique ?
Malgré les défis liés à la consanguinité et à une diversité génétique limitée, les rennes du Svalbard se sont remarquablement adaptés à des conditions de vie difficiles en un laps de temps extraordinairement court, une situation que les chercheurs qualifient de paradoxe génétique. Cependant, la question demeure : peuvent-ils résister aux impacts du changement climatique ?
« De toutes les sous-espèces de rennes trouvées dans le Grand Nord, le renne du Svalbard présente la plus grande consanguinité et la plus faible diversité génétique », explique Nicolas Dussex, postdoctorant au département d’histoire naturelle de l’Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU).
Il y a seulement 7 000 à 8 000 ans, les premiers rennes ont migré vers le Svalbard, probablement depuis la Russie via Novaya Zemlya et les îles de la Terre François-Joseph. Peut-être n’y avait-il que quelques animaux qui se sont établis sur l’archipel arctique. La théorie évolutionniste suggère qu’il s’agit d’un mauvais point de départ puisque la consanguinité peut rapidement conduire à une accumulation de mutations nuisibles et de variantes génétiques suivies de maladies et de décès.
Parmi leurs nombreuses adaptations à la vie au Svalbard, les rennes ont développé la capacité de digérer la mousse au lieu du lichen. Crédit : Bart Peeters
Adaptation rapide à un environnement extrême
Mais cela n’a pas empêché les rennes du Svalbard d’évoluer vers ce qui constitue aujourd’hui une population viable de plus de 20 000 animaux.
« Malgré la faible diversité génétique, ils ont réussi à développer un certain nombre d’adaptations à la vie dans le Haut-Arctique. Ils sont, par exemple, plus petits et ont des pattes plus courtes que les autres sous-espèces de rennes et de caribous du Nord », explique Dussex.
La capacité de digérer les mousses en l’absence de lichens et d’ajuster leur rythme circadien aux variations saisonnières extrêmes du Svalbard sont également des traits que les rennes du Svalbard ont développés au cours de la période relativement courte où ils ont vécu isolés sur l’archipel. Aujourd’hui, des chercheurs du NTNU et des institutions collaboratrices ont analysé des échantillons génétiques de 91 rennes pour voir en quoi ils diffèrent de leurs parents sur le continent.
Renne du Svalbard. Crédit : Bart Peeters
« Les populations vivant sur des îles isolées sont souvent petites et se prêtent bien à l’étude des problèmes génétiques. Le renne du Svalbard est isolé depuis au moins 7 000 ans et présente un degré de consanguinité très élevé. De plus, ils ont failli disparaître au début des années 1900 en raison d’une chasse excessive », explique Michael D. Martin, professeur au département d’histoire naturelle du NTNU.
Se débarrasser des mutations nuisibles
Cette quasi-extinction, où seuls quelques individus survivant avec leurs variantes génétiques uniques, est appelée un goulot d’étranglement en biologie des populations.
« Dans ce cas, nous avons affaire à une population qui souffre d’un degré élevé de consanguinité, ce qui est généralement une mauvaise nouvelle pour une petite population. Mais la consanguinité peut également aider une population à se débarrasser des mutations nuisibles, un phénomène techniquement appelé « purge » », explique Martin.
Mathilde Le Moullec, postdoctorante au NTNU, a collecté des échantillons d’os « subfossiles » de rennes du Svalbard. Les os peuvent être utilisés pour étudier l’évolution de la génétique du renne au fil des siècles. Crédit : Brage Bremset Hansen, NTNU
Dans une population présentant un degré élevé de consanguinité, la progéniture est plus susceptible d’hériter de mutations néfastes de la mère et du père. Par conséquent, ces mutations « dangereuses » se manifestent plus rapidement sous la forme de maladies génétiques et d’une mauvaise santé. Les descendants porteurs de ces mutations deviennent moins « en forme » et soit ils mourront avant d’avoir la chance de se reproduire, soit ils auront moins de descendants. Par conséquent, ces mutations dangereuses sont moins susceptibles d’être transmises aux générations suivantes.
«Paradoxalement, à long terme, la consanguinité peut être bénéfique», estime Dussex.
Evolution ponctuelle ou régulière et continue ?
Des phénomènes similaires ont été observés ailleurs dans la nature. En Nouvelle-Zélande, les perroquets Kakapo (Strigops habroptilus), qui vivait isolé sur les îles depuis au moins 10 000 ans, est devenu en voie de disparition après l’arrivée d’étrangers. espèces amenés sur les îles par les humains. En 1995, il ne restait plus que 60 individus, mais aujourd’hui la population s’élève à environ 200 individus. Ici aussi, Dussex et ses collègues ont constaté que des variantes génétiques nuisibles avaient disparu de la population grâce à une longue période de consanguinité.
« Il s’agit d’une connaissance importante en matière de gestion de la population. Le fait que le renne du Svalbard soit dans un état génétique relativement bon compte tenu des mutations nuisibles est une bonne nouvelle », déclare Brage Bremset Hansen, professeur de biologie de la conservation au département de biologie et au centre pour la dynamique de la biodiversité du NTNU. Hansen est également chercheur principal à l’Institut norvégien de recherche sur la nature (NINA).
Ces connaissances sur le renne du Svalbard peuvent également changer la façon dont les chercheurs étudient les effets des goulots d’étranglement génétiques, a déclaré Dussex.
« Ce que nous ne savons pas encore suffisamment, c’est la rapidité avec laquelle ces mutations nocives sont sélectionnées. Nous continuerons à travailler sur ce sujet, en utilisant ADN échantillons prélevés sur des restes osseux et des bois d’animaux ayant vécu il y a plusieurs milliers d’années. De cette façon, nous pouvons voir si ces mutations ont disparu rapidement sur quelques siècles ou si elles se sont produites progressivement sur plusieurs milliers d’années », a-t-il déclaré.
Les chercheurs s’intéressent également beaucoup au développement de mutations bénéfiques, qui ont permis au renne du Svalbard de s’adapter à cet écosystème unique.
« Il s’agit d’un ‘travail en cours' », explique Martin, qui a également travaillé en étroite collaboration avec la chercheuse Mathilde Le Moullec, qui a effectué au cours des dernières années le travail de terrain pour collecter la plupart des échantillons d’os provenant de divers endroits du Svalbard.
Le changement climatique pourrait être trop rapide
Il est loin d’être certain que les rennes du Svalbard seront également capables de s’adapter aux changements rapides résultant du réchauffement climatique. Les adaptations développées par les rennes au climat arctique extrême pourraient être insuffisantes car l’archipel se réchauffe actuellement rapidement, ce qui modifie à la fois la couverture neigeuse et la végétation.
« Le réchauffement climatique entraîne un changement climatique plus rapide au Svalbard que partout ailleurs dans le monde. Même si nos résultats montrent que les rennes du Svalbard ont réussi à s’adapter relativement rapidement à un environnement complètement nouveau après avoir colonisé les îles, ils pourraient avoir du mal à s’adapter au réchauffement rapide actuel. Ils ont peut-être simplement perdu trop de variation génétique », explique Hansen.
Cela s’applique également aux autres animaux terrestres qui ont des possibilités limitées de se déplacer car le changement climatique leur rend la vie difficile.
« Mais ces travaux nous fournissent désormais une meilleure base pour comprendre à quelle vitesse les espèces peuvent s’adapter à de nouveaux environnements », explique Martin.
