L’ADN contribue à classifier les papillons du monde entier pour comprendre la diversité face à une extinction sans précédent
La plupart des papillons du monde ne sont pas correctement nommés ni classifiés, malgré les efforts acharnés de générations de collectionneurs et de scientifiques. Une équipe pluridisciplinaire de l’Université de Göteborg, en Suède, a utilisé des analyses d’ADN de pointe pour classifier des espèces en deux familles de papillons, et ce, en un temps record. Au cours du projet MARIPOSAS, qui signifie «papillons» en espagnol, les chercheurs ont identifié, grâce au soutien du programme Marie Curie, deux nouvelles espèces de papillons, qui recevront un nom, et ont prouvé que d’autres sous-espèces étaient des espèces à part entière. «Nous avons obtenu 40 gigaoctets d’informations ADN correspondant à 150 papillons à partir d’une seule expérience de laboratoire!», explique le Dr Pável Matos, chercheur péruvien qui a dirigé le projet. Son équipe composée de huit personnes a utilisé un séquençage de nouvelle génération, le séquençage à haut débit, une technique d’analyse de l’ADN qui a débuté au milieu des années 2000 et qui obtient des données à l’échelle du génome pour des dizaines d’individus lors d’une seule expérience. Les technologies de l’ADN précédentes étaient chronophages et bien plus coûteuses. Les méthodes qu’ils ont utilisées pour analyser les familles de papillons Hesperiidae et Nymphalidae pourraient bientôt servir à nommer et à décrire des millions d’autres insectes non identifiés. Jusqu’à présent, environ un million d’espèces d’insectes apparaissent dans les registres, mais les entomologistes estiment qu’il s’agit uniquement d’une partie des insectes parcourant la Terre. «Au mieux, nous estimons que nous avons officiellement nommé et décrit seulement 20 % des insectes du monde entier», explique le Dr Matos. «Si ces chiffres s’avèrent précis, découvrir l’étendue de la diversité restante d’insectes sera un travail titanesque.» Que se cache-t-il derrière un nom? L’équipe du Dr Matos a franchi un pas important vers cette découverte, mettant en commun son expertise en matière de taxonomie, d’écologie, de systématique, de biogéographie et de biologie moléculaire des papillons pour relever un défi énorme pour la biologie: comment faire la différence entre une espèce et une sous-population. L’une des définitions classiques des espèces est que les espèces différentes ne peuvent pas se reproduire. Toutefois, les analyses d’ADN indiquent que ce critère ne peut pas, à lui seul, définir les espèces, car il existe des preuves de cas où différentes espèces se sont reproduites. Les chercheurs ont analysé les données en utilisant le modèle de coalescence multiespèce (MSC), un modèle mathématique qui estime les scissions chez les espèces et les populations à l’aide des données ADN. Cependant, ce modèle peut surestimer le nombre d’espèces, c’est pourquoi les chercheurs l’ont combiné à la taxonomie, leurs connaissances sur les précédentes classifications et caractéristiques des papillons. L’un des éléments essentiels pour les résultats a été le rigoureux travail sur le terrain du Dr Matos, mené au Pérou, son pays d’origine, où il a recueilli des échantillons. Il s’est également appuyé sur un réseau de collègues issus de pays riches en biodiversité, comme le Panama et le Brésil, et a analysé des échantillons préexistants collectés par des chercheurs dans les tropiques américains, parvenant à extraire de l’ADN de papillons âgés de 30 ans. «Cela ouvre des possibilités pour les recherches sur l’évolution des papillons, afin d’exploiter les collections des musées, par exemple, car certaines espèces sont rares de nos jours», explique-t-il. Les résultats contribuent à la mise en place de meilleures conditions de conservation. Ces résultats ont permis au Dr Matos de mieux comprendre l’incidence des changements environnementaux du passé sur la diversité des espèces. Les papillons sont sensibles à l’habitat et aux changements climatiques, ce qui entraîne leur déplacement vers différentes zones. Il avertit: «Des espèces disparaissent à une vitesse alarmante et nous devons nous hâter à découvrir cette diversité inconnue avant qu’elle ne s’efface complètement de la surface de la planète.»
Mots‑clés
MARIPOSAS, papillons, espèce, sous-espèce, modèle de coalescence multiespèce (MSC), Hesperiidae, Nymphalidae, séquençage de nouvelle génération, séquençage à haut débit
