Avec leurs longues trompes, leurs oreilles en éventail et leurs défenses en ivoire proéminentes , les éléphants sont l'un des animaux les plus emblématiques de la planète. Mais pour certaines populations d'éléphants, ces défenses emblématiques sont devenues de plus en plus rares.
Dans une nouvelle étude publiée le 21 octobre 2021 dans la revue Science, les chercheurs ont pu analyser un exemple sans précédent d'évolution des éléphants en action. En l'espace de 15 ans seulement, le nombre d'éléphants nés sans défenses dans le parc national de Gorongosa au Mozambique a plus que doublé. C'était inhabituel, car les défenses sont généralement avantageuses pour les éléphants : les animaux massifs utilisent les défenses pour tout, de la défense à l'enlèvement de l'écorce des arbres . Plus étrange encore, presque tous les éléphants sans défenses nés étaient des femelles.
"C'est l'un des mystères de l'absence de défenses", explique Brian Arnold , un scientifique des données biomédicales à l'Université de Princeton et co-auteur principal de l'étude, "Pourquoi est-il largement présent chez les femmes ?"
La réponse, selon la recherche , pourrait résider dans un modèle rare d'héritage génétique combiné à une forme résolument non naturelle de sélection naturelle .
Pressions sélectives et guerre civile
Lorsque le biologiste anglais Herbert Spencer a inventé le terme "survie du plus fort", il ne parlait pas des animaux qui gagneraient dans un concours de pompes (bien qu'il s'agisse clairement du lézard de clôture de l' ouest ). Dans l'évolution darwinienne, la « fitness » fait référence à la façon dont l'ensemble particulier de traits d'un organisme est adapté pour survivre et prospérer dans un environnement donné. Ce qui signifie que la forme physique est sujette à changement, en fonction d'un large éventail de facteurs environnementaux.
Tout, de la sécheresse à la qualité de l'air en passant par la couleur du feuillage, peut influencer l'aptitude d'un organisme - c'est ce qu'on appelle la pression sélective , et c'est l'un des principaux moteurs de l' évolution . Dans le cas des éléphants de Gorongosa, la pression sélective a pris la forme de la guerre.
Entre 1977 et 1992, le Mozambique a été enfermé dans une guerre civile brutale . Le conflit a coûté la vie à entre 600 000 et 1 million de civils en seulement 15 ans. Et les humains n'étaient pas les seules victimes ; le bilan environnemental était également dévastateur.
Une étude de 2018 publiée dans Nature a déterminé que jusqu'à 90 pour cent des grands mammifères du parc national de Gorongosa - une réserve de 1 500 milles carrés (3 885 kilomètres carrés) dans la partie mozambicaine de la vallée du Grand Rift africain - ont également été tués au cours de cette période. Les éléphants en particulier sont devenus une cible privilégiée des braconniers , qui pouvaient vendre les défenses en ivoire pour une somme considérable et utiliser les bénéfices pour acheter plus de munitions.
Pendant ce temps, les éléphants avec des défenses étaient près de cinq fois plus susceptibles d'être tués que les éléphants sans défenses, selon Arnold. Bien qu'avoir des défenses soit un énorme avantage dans des circonstances normales, "dans certaines conditions, les défenses sont un handicap", explique Arnold. "Pendant la guerre civile du Mozambique, ils étaient particulièrement un handicap."
Heureusement, depuis 1994, la population d'éléphants de Gorongosa s'est fortement rétablie et les cas d'absence de défense sont en déclin.
Le braconnage intense explique pourquoi l'absence de défenses est soudainement devenue un avantage. Mais cela laissait encore un autre mystère : où étaient tous les éléphants mâles sans défenses ?
Gènes tueurs liés à l'X
Repensez à la biologie de première année. Vous vous souvenez peut-être de créer des carrés de Punnett pour résoudre des problèmes quotidiens pratiques, comme les chances qu'un plant de pois ait des gousses vertes ou jaunes. C'est un exemple classique d'hérédité dominante versus récessive, également connue sous le nom d' hérédité mendélienne . Si elle est présente, la version "dominante" du caractère est toujours exprimée par rapport à la version "récessive" - c'est pourquoi les pois verts sont trois fois plus nombreux que les pois jaunes.
Vous vous souvenez peut-être aussi de la biologie de première année que, au moins chez les mammifères, deux chromosomes ( souvent ) déterminent le sexe : les chromosomes X et Y. Une paire de X signifie une femme, tandis qu'un X et un Y sont égaux à un homme. Lorsqu'un trait est localisé sur un chromosome X, on dit qu'il s'agit d'un gène lié à l'X .
Dans le cas des éléphants de Gorongosa, les chercheurs ont remarqué un modèle particulier de transmission héréditaire. Le trait sans défense apparaissait chez les éléphants femelles dans ce qui ressemblait à un simple motif dominant lié à l'X. Mais les mâles sans défense étaient pratiquement inexistants.
"Cela suggère que ce trait est largement contrôlé par un modèle héréditaire simple impliquant une mutation létale mâle dominante liée à l'X", explique Arnold. En d'autres termes, hériter du trait sans défense tue les éléphants mâles dans l'utérus. Les mutations létales mâles dominantes liées à l'X sont rares par nature, principalement parce qu'elles peuvent entraîner des déclins de population si elles se généralisent. Cependant, certains exemples incluent une mutation à face courte chez la souris et le syndrome de Rett chez l'homme.
Arnold et ses co-chercheurs avaient répondu le comment et le pourquoi de l'absence de défense, mais ils n'avaient pas tout à fait terminé. Pour répondre à la question de savoir où , ils devaient approfondir le code génétique des éléphants.
Localiser le gène sans défense
Il est difficile d'obtenir un échantillon de sang d'un éléphant sauvage. Heureusement pour les chercheurs, ils n'étaient pas les seuls scientifiques à étudier la population d'éléphants de Gorongosa. Une autre équipe d'écologistes de Princeton menait des études de suivi, équipant les éléphants de colliers GPS après les avoir tranquillisés depuis un hélicoptère. « Nous leur avons gentiment demandé : « Quand vous tranquillisez les éléphants, pouvez-vous cibler les femelles ? » », dit Arnold, « Et ils ont dit : « bien sûr. »
Équipée d'échantillons de sang provenant d'un certain nombre d'éléphants femelles à défenses et sans défenses, l'équipe a commencé à séquencer les génomes. Ils ont trouvé plusieurs gènes qui indiquaient une forte pression sélective dans la population. Mais quand ils se sont concentrés sur le chromosome X, ils n'en ont trouvé que deux. "Et l'un d'entre eux est un gène connu pour être impliqué dans le développement des dents chez les mammifères", explique Arnold.
Bien que cela ne soit pas en soi une preuve définitive qu'il est responsable de l'absence de défenses, c'est un candidat « alléchant », dit Arnold. En fin de compte, une enquête plus approfondie est nécessaire pour démêler complètement cette énigme du pachyderme. Et les chercheurs pensent que de tels travaux pourraient se profiler à l'horizon.
"Nous espérons que cette étude lancera en quelque sorte une conversation sur ce mystère de l'absence de défense", a déclaré Arnold.
Maintenant c'est intéressant
Un groupe de pachydermes éteints connus sous le nom d' éléphants à défenses droites pourrait avoir été les plus grands mammifères terrestres à avoir jamais existé. Les paléontologues estiment qu'ils mesuraient près de 4,5 mètres de haut et pesaient plus de 15 tonnes (45 tonnes métriques).
