Comment les mégafrugivores éteints ont façonné la génétique des palmiers malgaches grâce à la dispersion des graines
Les plantes, en tant qu’organismes sessiles, dépendent de la dispersion des graines comme mécanisme crucial pour coloniser de nouvelles zones. Cela a conduit à l’évolution de diverses stratégies de dispersion chez les plantes, notamment le développement de « mégafruits », des fruits généralement plus grands que 4 cm contenant jusqu’à 5 grosses graines. On pense que les mégafruits ont évolué principalement pour être dispersés par la mégafaune, les plus grands animaux d’un écosystème, qui comprend des mangeurs de fruits capables de transporter des graines sur de grandes distances, appelés « mégafrugivores ». De telles interactions étaient cruciales pour maintenir la connectivité entre les populations végétales sur de grandes distances. Cependant, la majeure partie de la mégafaune a disparu à la fin du Pléistocène, en grande partie à cause des activités humaines.
Madagascar, qui abritait autrefois un assemblage diversifié de mégafrugivores tels que des lémuriens géants, des oiseaux éléphants et des tortues géantes, présente un cadre idéal pour étudier ces interactions passées. L’extinction de ces créatures il y a environ 1 000 ans pose des questions intrigantes sur leur impact actuel sur les populations végétales, en particulier dans le contexte de leur rôle dans la dispersion des graines de plantes à mégafruits.
Hypothétique passé Madagascar où les mégafrugivores tels que les lémuriens géants, les oiseaux éléphants et les tortues géantes fournissaient probablement encore des événements de dispersion à long terme pour les plantes à mégafruits. Il y a environ 1 000 ans, l’impact humain a largement conduit à l’extinction de tous les mégafrugivores à Madagascar. De telles interactions historiques avec des mégafrugivores aujourd’hui disparus peuvent avoir laissé des empreintes sur la génétique actuelle des espèces et des populations. Voir la vidéo entière ici : https://www.tricklabor.com/en/portfolio/madagascars-megafauna/
Terrain à Madagascar
La botaniste locale Tahina Razafindrahaja tient un mégafruit pourri de l’espèce de palmier Borassus madagascariensis. Il s’agit de l’espèce de palmier de Madagascar qui porte les plus gros fruits (30 cm de longueur moyenne), qui ne sont dispersés par aucun frugivore existant connu et qu’on trouve normalement en train de pourrir sur le sol.
Pour enquêter sur les conséquences de l’extinction des mégafrugivores sur les plantes à mégafruits, je me suis rendu à Madagascar à l’été 2019. J’y ai été chaleureusement accueilli par l’équipe locale du Kew Madagascar Conservation Center (KMCC), qui est devenue ma famille pour la les 3 prochains mois. Nous avons collecté des échantillons de palmiers malgaches (la famille de plantes de Madagascar dont la plupart des espèces portent des mégafruits), en particulier dans la partie occidentale de Madagascar, où les mégafrugivores étaient historiquement répandus et où la répartition actuelle des palmiers montre encore empreintes de la répartition passée des mégafrugivores.
Nous avons collecté l’ADN de quatre espèces de palmiers malgaches dispersées par les animaux, classées en trois classes de taille de fruit : le grand palmier mégafruité (Borassus madagascariensis30 cm de longueur moyenne), palmiers mégafruités de taille moyenne (Hyphaène coriacée5,5 cm ; Le noble Bismarck4,4 cm), et un palmier à petits fruits (Chrysalidocarpus madagascariensis1,3 cm).
Notre étude
De retour au iDiv institut de recherche à Leipzig, en Allemagne, où je faisais alors mes études de doctorat à Renske E.OnsteinDans le laboratoire, j’ai extrait l’ADN et nous avons généré des données de séquençage de l’ADN associées aux sites de restriction à double digestion pour ces palmiers. Grâce à ces données, nous avons évalué la différenciation génétique et la migration récente entre les populations des quatre espèces de palmiers dispersées par des animaux. Nous avons intégré cela aux aires de répartition (passées) des animaux disperseurs de graines éteints et existants, aux données sur le paysage et l’impact humain, et avons appliqué des modèles linéaires à effets mixtes pour explorer les moteurs de la variation génétique de ces palmiers.
Photos du travail sur le terrain et de la formidable équipe qui a rendu tout possible ! Photo en haut à gauche : De gauche à droite, co-auteur du journal et botaniste locale Vonona Randrianasolo, le botaniste local Henintsoa Razanajatovo et moi posant fièrement devant Borassus madagascariensis. Photo en bas à gauche : le botaniste local Fidelis Randrianasolo, le formidable pilote du KMCC Roger Rajaonarison, moi et les botanistes locaux Tahina Razafindrahaja et Andry Rakotoarisoa. Photo de droite : Vonona Randrianasolo échantillonnant le B. madagascariensis, pas si facile à échantillonner. Vous voulez en voir plus ? Voici une vidéo sur mon travail de terrain à Madagascar : https://youtu.be/pBEHnJQBH9U?si=p0kJrvEwgw0ovyIk
Nos découvertes
Nos résultats ont montré que les populations de palmiers qui partageaient historiquement davantage d’espèces mégafrugivores présentaient une différenciation génétique plus faible, ce qui suggère que la dispersion des graines médiée par les mégafrugivores dans le passé favorisait le flux génétique entre les populations. En comparaison, l’impact de la diversité frugivore existante sur la différenciation génétique n’était évident que chez les espèces de palmiers à petits fruits. De plus, la connectivité du paysage (adéquation de l’environnement, couvert forestier et densité des rivières) et l’impact humain (densité des routes) ont également réduit la différenciation génétique, indiquant que même après l’extinction des mégafrugivores, d’autres méthodes de dispersion (comme la dispersion humaine ou médiée par les rivières) peuvent avoir joué un rôle dans le maintien d’une faible différenciation génétique parmi les populations de palmiers à mégafruits. Notre étude illustre comment les interactions entre espèces survenues il y a plus d’un millénaire peuvent laisser des empreintes sur la génétique des populations.
03/07/2024
Comment les mégafrugivores éteints ont façonné la génétique des palmiers malgaches grâce à la dispersion des graines
Les plantes, en tant qu’organismes sessiles, dépendent de la dispersion des graines comme mécanisme crucial pour coloniser de nouvelles zones. Cela a conduit à l’évolution de diverses stratégies de dispersion chez les plantes, notamment le développement de « mégafruits », des fruits généralement plus grands que 4 cm contenant jusqu’à 5 grosses graines. On pense que les mégafruits ont évolué principalement pour être dispersés par la mégafaune, les plus grands animaux d’un écosystème, qui comprend des mangeurs de fruits capables de transporter des graines sur de grandes distances, appelés « mégafrugivores ». De telles interactions étaient cruciales pour maintenir la connectivité entre les populations végétales sur de grandes distances. Cependant, la majeure partie de la mégafaune a disparu à la fin du Pléistocène, en grande partie à cause des activités humaines.
Madagascar, qui abritait autrefois un assemblage diversifié de mégafrugivores tels que des lémuriens géants, des oiseaux éléphants et des tortues géantes, présente un cadre idéal pour étudier ces interactions passées. L’extinction de ces créatures il y a environ 1 000 ans pose des questions intrigantes sur leur impact actuel sur les populations végétales, en particulier dans le contexte de leur rôle dans la dispersion des graines de plantes à mégafruits.
Hypothétique passé Madagascar où les mégafrugivores tels que les lémuriens géants, les oiseaux éléphants et les tortues géantes fournissaient probablement encore des événements de dispersion à long terme pour les plantes à mégafruits. Il y a environ 1 000 ans, l’impact humain a largement conduit à l’extinction de tous les mégafrugivores à Madagascar. De telles interactions historiques avec des mégafrugivores aujourd’hui disparus peuvent avoir laissé des empreintes sur la génétique actuelle des espèces et des populations. Voir la vidéo entière ici : https://www.tricklabor.com/en/portfolio/madagascars-megafauna/
Terrain à Madagascar
La botaniste locale Tahina Razafindrahaja tient un mégafruit pourri de l’espèce de palmier Borassus madagascariensis. Il s’agit de l’espèce de palmier de Madagascar qui porte les plus gros fruits (30 cm de longueur moyenne), qui ne sont dispersés par aucun frugivore existant connu et qu’on trouve normalement en train de pourrir sur le sol.
Pour enquêter sur les conséquences de l’extinction des mégafrugivores sur les plantes à mégafruits, je me suis rendu à Madagascar à l’été 2019. J’y ai été chaleureusement accueilli par l’équipe locale du Kew Madagascar Conservation Center (KMCC), qui est devenue ma famille pour la les 3 prochains mois. Nous avons collecté des échantillons de palmiers malgaches (la famille de plantes de Madagascar dont la plupart des espèces portent des mégafruits), en particulier dans la partie occidentale de Madagascar, où les mégafrugivores étaient historiquement répandus et où la répartition actuelle des palmiers montre encore empreintes de la répartition passée des mégafrugivores.
Nous avons collecté l’ADN de quatre espèces de palmiers malgaches dispersées par les animaux, classées en trois classes de taille de fruit : le grand palmier mégafruité (Borassus madagascariensis30 cm de longueur moyenne), palmiers mégafruités de taille moyenne (Hyphaène coriacée5,5 cm ; Le noble Bismarck4,4 cm), et un palmier à petits fruits (Chrysalidocarpus madagascariensis1,3 cm).
Notre étude
De retour au iDiv institut de recherche à Leipzig, en Allemagne, où je faisais alors mes études de doctorat à Renske E.OnsteinDans le laboratoire, j’ai extrait l’ADN et nous avons généré des données de séquençage de l’ADN associées aux sites de restriction à double digestion pour ces palmiers. Grâce à ces données, nous avons évalué la différenciation génétique et la migration récente entre les populations des quatre espèces de palmiers dispersées par des animaux. Nous avons intégré cela aux aires de répartition (passées) des animaux disperseurs de graines éteints et existants, aux données sur le paysage et l’impact humain, et avons appliqué des modèles linéaires à effets mixtes pour explorer les moteurs de la variation génétique de ces palmiers.
Photos du travail sur le terrain et de la formidable équipe qui a rendu tout possible ! Photo en haut à gauche : De gauche à droite, co-auteur du journal et botaniste locale Vonona Randrianasolo, le botaniste local Henintsoa Razanajatovo et moi posant fièrement devant Borassus madagascariensis. Photo en bas à gauche : le botaniste local Fidelis Randrianasolo, le formidable pilote du KMCC Roger Rajaonarison, moi et les botanistes locaux Tahina Razafindrahaja et Andry Rakotoarisoa. Photo de droite : Vonona Randrianasolo échantillonnant le B. madagascariensis, pas si facile à échantillonner. Vous voulez en voir plus ? Voici une vidéo sur mon travail de terrain à Madagascar : https://youtu.be/pBEHnJQBH9U?si=p0kJrvEwgw0ovyIk
Nos découvertes
Nos résultats ont montré que les populations de palmiers qui partageaient historiquement davantage d’espèces mégafrugivores présentaient une différenciation génétique plus faible, ce qui suggère que la dispersion des graines médiée par les mégafrugivores dans le passé favorisait le flux génétique entre les populations. En comparaison, l’impact de la diversité frugivore existante sur la différenciation génétique n’était évident que chez les espèces de palmiers à petits fruits. De plus, la connectivité du paysage (adéquation de l’environnement, couvert forestier et densité des rivières) et l’impact humain (densité des routes) ont également réduit la différenciation génétique, indiquant que même après l’extinction des mégafrugivores, d’autres méthodes de dispersion (comme la dispersion humaine ou médiée par les rivières) peuvent avoir joué un rôle dans le maintien d’une faible différenciation génétique parmi les populations de palmiers à mégafruits. Notre étude illustre comment les interactions entre espèces survenues il y a plus d’un millénaire peuvent laisser des empreintes sur la génétique des populations.
Lisez l’article complet du Journal of Ecology intitulé : « Signatures génomiques de la dispersion passée médiée par les mégafrugivores dans les palmiers malgaches »
Suivez les auteurs sur X ici : @Laura MendezCue; @art de la course; @DurkaWalter; @w_eiserhardt; @BillJBaker@ប្រ្រ្រង្រ; @ÉquipeKMCC; @idiv
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