Des chercheurs étudient comment les oiseaux en phase de reproduction réagissent différemment aux jours plus longs
Le rallongement des jours à la fin de l'hiver a toujours constitué un signal du commencement de la période de reproduction pour les oiseaux, et une nouvelle étude dans la revue PLoS One, des chercheurs d'Allemagne, de Suède et des États-Unis ont étudié l'activité génétique interne des cerveaux d'oiseaux pour comprendre comment la variation de la longueur des jours affecte les oiseaux dans le monde. Il a longtemps été admis que les oiseaux vivant dans les conditions climatiques plus doux d'Europe du Sud commencent à se reproduire au printemps comparés aux animaux vivant dans les habitats plus froids du Nord. De nombreuses espèces du monde entier utilisent des informations saisonnières pour coordonner leurs habitudes de reproduction avec les conditions de leurs environnements. Toutefois, les processus internes exacts et les tissus dans le cerveau impliqués dans ces réponses sont restés un mystère pour les scientifiques. Les résultats de l'équipe montrent que la variation dans la longueur de la journée affecte différemment l'activité génétique dans le cerveau des populations de mésange charbonnière (Parus major) en fonction de leur lieu d'origine, à savoir l'Europe centrale ou du Nord. Toutefois, le changement climatique a déjà perturbé la situation de manière considérable: il a déclenché les températures plus chaudes au début du printemps, signifiant que la longueur des jours n'est plus aussi fiable pour le commencement de la période de reproduction. Ces températures printanières plus chaudes signifient également que les insectes que les oiseaux donnent à manger à leurs petits sont disponibles plus tôt, ainsi les oiseaux doivent changer leur horaire en fonction. Les travaux de l'équipe se basent sur des études récentes portant sur les espèces domestiquées comme les rongeurs, les moutons, les chèvres et les cailles. Ces études ont réussi à identifier les gènes et les parties du cerveau impliquées dans la réaction d'un organisme aux changements dans la longueur du jour. Nicole Perfito de l'Institut Max Planck d'ornithologie explique comment ils se sont mis à observer si c'était le cas pour les espèces sauvages: «Les espèces domestiquées ont été induites à la reproduction pour des besoins commerciaux, et peuvent se reproduire à n'importe quel moment de l'année. Les espèces sauvages, qui doivent adapter leurs cycles de reproduction aux changements saisonniers naturels, possèdent-elles les mêmes mécanismes? Et comment ces mécanismes permettent aux populations de différents habitats d'utiliser les différences de longueur de journée pour se préparer à la reproduction au bon moment de la journée?» Pour répondre à ces questions, l'équipe s'est mise à étudier l'activité des gènes dans le cerveau des mésanges charbonnières d'Allemagne et de Suède. Ils ont premièrement exposé les oiseaux dans le laboratoire pour raccourcir les jours d'hiver et une longue journée d'été. En utilisant des techniques sensibles, l'équipe a été capable d'établir les gènes activés au cours de la seule journée longue. En effet, dans la vie sauvage, les cascades génétiques similaires ont été déclenchées comparées à un oiseau domestique, la caille du Japon. Cela prouve que les mêmes processus physiologiques se déroulent chez les animaux sauvages et domestiqués. Les scientifiques ont également été surpris d'observer les différences entre les mésanges suédoises et allemandes: si les oiseaux suédois ont montré une réponse génétique forte à la journée d'été, les oiseaux allemands n'ont jamais réagi. Dans la nature, les oiseaux de Suède ont pondu leurs oeufs trois semaines après les oiseaux d'Allemagne qui vivent dans un climat plus doux. Ces résultats impliquent que les oiseaux du Nord se reproduisant ont une plus courte durée de temps pour élever leurs petits et doivent réagir plus fortement aux changements de longueur de journée et commencer leur reproduction plus tôt. Paradoxalement, les oiseaux du Sud pouvant avoir de plus longues périodes de reproduction possèdent un seuil de durée de journée différent. Il est possible que la stimulation par un nombre plus important de journées plus longues et plus d'informations environnementales supplémentaires telles que les températures plus élevées sont nécessaires pour modifier l'activité génétique. Pour les mésanges charbonnières, les petits doivent grandir à un moment où leur principale source alimentaire (les jeunes chenilles sont plus petites, douces et riches en protéines) est très abondante. Toutefois, lorsque les températures élevées se déclenchent, la nourriture pour les chenilles apparaît plus tôt et les chenilles se seraient développées plus loin si le nid de mésanges inclut une demande nutritionnelle plus élevée. Pour les populations du Sud, les effets du réchauffement climatique ne sont pas aussi forts car elles sont en mesure de s'adapter facilement. Mais les oiseaux du Nord seraient plus vulnérables au changement climatique car ils se basent plus sur les signaux de prolongement des jours. Les chercheurs ignorent encore si les différentes réponses des espèces de mésanges résultent des informations environnementales provenant de leur environnement respectif ou s'ils représentent une adaptation évolutive dépendant des différentes latitudes. «À la lumière des changements dramatiques des conditions environnementales dues au changement climatique, nous devons urgemment comprendre si les oiseaux se reproduisent au bon moment et s'ils s'y parviennent», commente une autre auteur de l'équipe, Michaela Hau, de l'institution allemande.Pour de plus amples informations, consulter: Max Planck Institute for Ornithology: http://www.orn.mpg.de/en
Pays
Allemagne, Suède, États-Unis