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Sciences

Tester les idées de Darwin: une pièce en trois actes

22-05-2019

Photo: Rowan Barrett

Un chercheur a une idée ambitieuse : observer en temps réel la sélection naturelle à l’aide d’enclos immenses et de centaines de souris.

«La première fois que j’ai parlé de mon idée à ma superviseure, j’ai été soulagé qu’elle ne me renvoie pas de son bureau en riant!» se rappelle Rowan Barrett. C’était en 2010. Il termine alors un postdoctorat à l’Université Harvard. Une question le taraude : comment le processus d’adaptation à un nouvel environnement se déroule-t-il? Et surtout, comment faire pour observer la sélection naturelle dans une population sauvage? «Nous voulions réunir les différentes parties du puzzle», résume Rowan Barrett, aujourd’hui professeur au Département de biologie de l’Université McGill.

Pour parvenir à ses fins, il propose une manœuvre ambitieuse : capturer près de 500 souris, puis les étudier pendant des mois dans des enclos à ciel ouvert, au Nebraska. «Cette approche, déjà connue, convient pour montrer l’adaptation locale, mais elle est très exigeante en temps, en efforts et en ressources», commente Denis Réale, professeur de sciences biologiques à l’Université du Québec à Montréal, qui n’était pas partie prenante de l’étude. L’opération aura nécessité une équipe internationale de 10 chercheurs et une quarantaine d’assistants!

Premier acte : les enclos

Formée il y a de 8 000 à 10 000 ans, la région des Sand Hills, au Nebraska, abrite une population de souris sylvestres qui a probablement évolué récemment pour s’adapter aux divers types de terrains. Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs rejouent en accéléré le film de cette adaptation. Ils construisent d’abord six enclos de 2 500 m2 : trois dans les Sand Hills, où le sol sablonneux est pâle, et trois à 60 km de là, où le sol est plus foncé. Ils capturent ensuite dans les alentours 481 souris sylvestres aux pelages pâles et foncés, leur posent des micropuces et les redistribuent en proportions égales dans chaque enclos. Défi supplémentaire : pour garder les souris à l’intérieur (et éviter les intrus), il fallait assurer l’étanchéité des enclos, en plus d’enfoncer les barrières de métal à plus d’un demi-mètre de profondeur afin que les souris ne creusent pas de tunnels. Excaver, expulser les serpents à sonnette, déneiger et entretenir les enclos… Un travail de terrain à mille lieues des activités de laboratoire!

À intervalles réguliers pendant 14 mois, les chercheurs ont recensé les souris restantes et constaté, comme prévu, que les souris pâles s’en tiraient mieux face aux attaques de prédateurs aériens dans l’environnement pâle et pareillement pour les souris foncées sur le sol foncé. «C’est intuitif, mais le prouver par une expérience reste très difficile», explique Rowan Barrett.

Deuxième acte : les gènes

Ses recherches ne se sont pas arrêtées là. «Nous voulions également observer les conséquences de la sélection sur la génétique parce que c’est ce qui serait transmis aux générations suivantes si l’expérience se poursuivait, provoquant à terme l’évolution de la population», précise le premier auteur de l’étude publiée dans Science en février dernier. Autrement dit, ce qu’on remarquait de visu se reflétait-il dans les gènes? Au départ, les chercheurs ont séquencé certains gènes chez les 481 souris. Cela leur a permis de découvrir que des mutations qui étaient initialement réparties de manière équivalente dans le groupe se sont retrouvées en plus grande proportion chez les rongeurs survivants. Mais ces variations ont-elles un lien avec la couleur du pelage, qui a conféré un net avantage à certains individus?

Troisième acte : le laboratoire

Pour en avoir le cœur net, l’équipe a inséré ces mutations dans des souris de laboratoire. Et a confirmé que les mutations «gagnantes» sur sol clair agissaient sur la production de pigments en entraînant une couleur dorsale plus pâle. «Si la démonstration paraît banale, il n’en est rien. C’est rare qu’une étude décortique ainsi toutes les étapes d’un processus», souligne Denis Réale.

«Les gens voient l’évolution comme quelque chose qui s’est passé il y a des milliers d’années, note Rowan Barrett. Mais si l’environnement change de façon radicale, des modifications génétiques peuvent survenir rapidement!»

Qui aurait cru que traquer des souris à la sueur de son front, au beau milieu du Nebraska, permettrait d’entrevoir l’avenir?

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