Le croisement peut-il protéger les espèces menacées de l’urgence climatique ? | Évolution

Je Houston Ship Channel est une poubelle pour un poisson. C’est l’un des ports les plus achalandés au monde et tout ce trafic a rendu l’eau glissante de produits chimiques toxiques. Pourtant, le fondule du Golfe a trouvé un moyen : il a développé une résistance à la pollution en se croisant avec une espèce différente, le fondule de l’Atlantique, qui s’est avéré avoir une mutation pratique.

Le croisement, ou l’hybridation, est plus courant dans la nature que nous ne le pensions et, comme le réchauffement climatique oblige les animaux à se déplacer vers des zones où les températures sont plus basses, davantage d’espèces peuvent être mélangées. En Alaska et au Canada, les gens ont déjà repéré des ours grolar, le résultat de grizzlis se déplaçant dans le territoire des ours polaires pour échapper à la chaleur.

Récemment, des défenseurs de l’environnement ont proposé que nous puissions croiser des animaux pour leur propre bien. Ils pensent que, comme la nouvelle défense contre la pollution du Gulf killifish, l’hybridation pourrait donner aux animaux vulnérables une longueur d’avance évolutive dans la course pour s’adapter génétiquement au réchauffement climatique. Leur tolérance aux températures plus élevées et aux océans acides pourrait s’améliorer.

D’autres craignent de perdre des espèces millénaires car elles sont mélangées à différents animaux. Ce débat révèle un gouffre au sein de la conservation, tournant autour de la question : peut-on protéger les animaux tout en les forçant à changer ?

“Beaucoup de choses s’hybrident tout le temps”, explique Michelle Marvier, biologiste de la conservation à l’Université de Santa Clara en Californie. Cela se produit chez les plantes, les poissons, les amphibiens et même certains mammifères. En fait, nous sommes nombreux à porter des traces de Néandertaliens et de Denisoviens dans notre ADN, preuve que nous nous sommes mélangés à d’autres espèces humaines. “Ce boîte être quelque chose qui mène à une impasse évolutive parce que la progéniture est stérile ou cela pourrait être à mi-chemin de l’adaptation évolutive », dit-elle.

C’est le deuxième aspect qui suscite l’intérêt. Pour les espèces qui ont une longue période entre les générations, il y a moins de possibilités de mutations potentiellement utiles, donc si l’environnement change rapidement, l’évolution normale sera probablement trop lente pour que ces animaux s’adaptent et survivent. L’hybridation pourrait fournir un raccourci en introduisant rapidement des gènes extérieurs au pool génétique normal.

«Lorsque vous croisez différentes espèces, la motivation est vraiment de créer de nouvelles combinaisons de gènes et d’augmenter la diversité génétique», explique Madeleine van Oppen, généticienne écologique à l’Université de Melbourne. Cette diversité augmente le potentiel de nouvelles adaptations qui pourraient sauver des espèces de l’extinction causée par le réchauffement climatique, tout comme le fondule du Golfe a été sauvé de la pollution par la mutation du fondule de l’Atlantique.

Van Oppen travaille sur les coraux, dont la moitié a disparu au cours des 30 dernières années, en grande partie à cause du réchauffement climatique. En croisant des coraux en laboratoire, elle crée une nouvelle progéniture hybride et les teste pour voir comment ils résistent dans des conditions plus chaudes. Elle et ses collègues ont récemment montré que certains hybrides coralliens survivaient jusqu’à 34 % mieux à des températures plus élevées et au CO₂ pression que leurs parents.

Mais toutes les espèces ne peuvent pas être reproduites et testées en laboratoire. Au lieu de cela, les défenseurs de l’environnement pourraient déplacer une espèce dans l’habitat d’une autre et espérer qu’elle se reproduise. Bien que personne n’ait encore essayé de fabriquer des hybrides résistants au climat de cette façon, l’approche a été utilisée pour lutter contre la consanguinité chez les espèces avec seulement quelques individus restants.

La panthère de Floride en est un exemple clé. Au milieu des années 1990, il n’en restait qu’environ 25 et les scientifiques pensaient qu’ils disparaîtraient d’ici deux décennies. Dans une dernière tentative pour les sauver, les défenseurs de l’environnement ont déplacé huit panthères texanes dans leur habitat pour stimuler la diversité génétique. “Mais non sans beaucoup de débats et d’angoisse sur ce que cela signifierait”, déclare Marvier. Trente ans plus tard, il y a toujours des panthères en Floride, mais “est-ce toujours la panthère de Floride si vous faites venir des panthères du Texas pour se croiser avec elles ?”

Le souci de forcer une espèce menacée à s’hybrider est que, plutôt que de la sauver, vous faites le contraire : la faire disparaître. Son génome ne survit plus sous sa forme originale. Les gènes des nouveaux arrivants finissent par submerger ceux des habitants d’origine, ne laissant aucune trace de ce qui les rendait autrefois uniques.

C’est ce à quoi font face certains des chats sauvages d’Europe. En Écosse, il n’en reste que quelques centaines et un rapport de 2019 de l’Union internationale pour la conservation de la nature a révélé que la principale menace pour eux est le croisement avec des chats domestiques. Ce qui erre maintenant dans les Highlands écossais, indique le rapport, est principalement un «essaim hybride» de chats sauvages avec différents degrés d’hybridation domestique.

La situation semble de plus en plus similaire dans les montagnes du Jura suisse, déclare le biologiste de la conservation Juan Montoya-Burgos de l’Université de Genève. Les chats sauvages ayant quelques gènes domestiques “n’est pas un gros problème s’ils sont capables de survivre et d’interagir et de jouer leur rôle écologique”, dit-il, mais lui et son collègue Mathias Currat ont montré par modélisation que, dans l’état actuel des choses, les chats sauvages du Jura deviennent génétiquement indiscernables des chats domestiques en un siècle.

Personne ne sait comment ils s’en sortiront alors, mais nous savons qu’une hybridation poussée peut entraîner une perte d’adaptation à l’environnement local. Dans les montagnes Rocheuses d’Amérique du Nord, cela semble arriver à la truite fardée, un animal si symbolique qu’il est le poisson d’État de sept États américains.

“La truite indigène s’est adaptée pour persister face aux changements environnementaux extrêmes au fil du temps : vous savez, les inondations, les incendies de forêt, la glaciation”, explique l’écologiste aquatique Clint Muhlfeld du US Geological Survey. Mais alors qu’ils se reproduisent avec la truite arc-en-ciel envahissante, relâchée par millions pour les stocks de pêche au cours du XXe siècle, la collection de gènes qui, ensemble, sont responsables de ces adaptations, est brisée.

Ceci, potentiellement associé à de mauvaises nouvelles combinaisons de gènes, a des effets néfastes plus loin sur la ligne générationnelle. Chez la truite fardée, les hybrides produisent de moins en moins de descendants, plus ils ont d’ascendance de truite arc-en-ciel. “Avec aussi peu que 20 % d’hybridation, vous constatez une baisse d’au moins 50 % de la forme physique et nous avons observé ce schéma dans différentes populations”, déclare Muhlfeld.

Bse méfier de l’hybridation facilitée par l’homme est donc compréhensible. Mais Marvier soutient que de tels scénarios désastreux sont rares. « La plupart des espèces introduites sont parfaitement bénignes », dit-elle. Dans une étude récente, elle et ses collègues ont découvert que si de nombreuses études mettent en évidence l’hybridation « envahissante » comme une menace pour les espèces indigènes, peu ont produit des preuves réelles d’effets nocifs, tels qu’une croissance ou une fertilité médiocres. Le document soutient que si une espèce indigène est modifiée, mais d’une manière adaptative qui fonctionne au sein de son écosystème, cela ne devrait pas nécessairement être considéré comme une perte.

Tout le monde n’est pas d’accord. « Sur le terrain, je m’émerveille des adaptations particulières et hautement idiosyncratiques qui [different species] ont évolué », explique l’écologiste Daniel Simberloff de l’Université du Tennessee. «Je ne peux tout simplement pas être encouragé par le genre de chose qui [Marvier and others] dont on parle comme remplaçant. Il n’est pas seul. La dernière chose que nous souhaitons, c’est d’avoir un tel flux de gènes que nous perdons le caractère distinctif de l’espèce que nous essayons de protéger, déclare Karin Pfennig, biologiste de l’évolution à l’Université de Caroline du Nord.

Du point de vue de Van Oppen, idéalement, nous conserverions toutes les espèces exactement telles qu’elles sont, mais nous n’avons plus « ce luxe car l’environnement change si rapidement et la perte de biodiversité est si rapide ». En d’autres termes, si nous ne pouvons pas sauver ceux que nous avons, nous pouvons peut-être aider la nature à en créer de nouveaux qui ont plus de chances de survivre.

De tels compromis se produisent dans la nature. Par exemple, les femelles crapauds des plaines vivant dans le désert du Nouveau-Mexique préfèrent s’accoupler avec un crapaud mexicain plutôt que les leurs, mais seulement si leur étang s’assèche. Les têtards hybrides se développent plus rapidement et ont plus de chances d’atteindre l’âge adulte avant que l’eau ne disparaisse. C’est un choix difficile, car seules les filles hybrides sont fertiles.

Pfennig, qui étudie les crapauds, soupçonne que l’hybridation a joué un rôle important dans la raison pour laquelle les crapauds des plaines se sont déplacés de leurs prairies ancestrales vers le désert, car cela “peut permettre aux espèces de se déplacer dans de nouveaux habitats dans lesquels elles ne pourraient autrement pas vivre”. Ce n’est pas un grand saut de penser que cela pourrait faire la même chose pour les espèces se trouvant dans des environnements nouveaux ou radicalement modifiés en raison du réchauffement climatique.

Pourtant, adapter les génomes par hybridation « est un outil vraiment grossier », dit Simberloff. « C’est comme utiliser une masse en chirurgie », dit-il, alors que l’édition génétique nous donnerait un contrôle beaucoup plus fin. Il met en évidence un cas végétal, celui du châtaignier d’Amérique, qui était très répandu jusqu’à ce qu’un champignon responsable de la brûlure importé accidentellement les infecte.

On a essayé pendant un certain temps d’hybrider le châtaignier américain avec le châtaignier chinois résistant. “Ils grandissent pour être à peu près aussi hauts”, dit-il avec une main près de sa poitrine, “et puis le fléau les attrape.” Mais les scientifiques ont maintenant réussi à équiper la châtaigne d’Amérique d’un gène de blé qui lui confère une résistance. Ceci, dans l’analogie de la chirurgie de Simberloff, est le scalpel.

Mais le biologiste évolutionniste Andrew Whitehead, de l’Université de Californie à Davis, qui étudie le fondule du Golfe, ne considère pas cela comme une option viable pour la plupart des espèces. Il dit que nous en savons trop peu sur la façon dont la modification ou l’insertion de gènes affectera les animaux une fois qu’ils seront dans la nature. “Je pense que nous sommes idiots de penser que nous pouvons concevoir génétiquement une créature à l’épreuve du futur.”

Pourtant, l’évolution ne fera pas non plus le travail pour nous sans aide, dit-il. Les gens pensent que l’histoire du fondule du Golfe signifie que l’évolution fournira des solutions à la pollution et au réchauffement climatique, “mais c’est exactement la mauvaise interprétation car c’est une telle exception”. Sa propre solution est à la fois plus simple et, comme le montrent les conférences des Nations Unies sur le changement climatique, plus compliquée. « Et si on brûlait moins de carburant fossile ? Nous savons que ça va marcher.

Il est difficile d’être en désaccord. Protéger toutes les espèces sauf les plus charismatiques et les plus importantes une par une est impossible, dit Montoya-Burgos, quels que soient les outils que nous utilisons. “Nous devons agir à la source du problème, qui est le changement climatique.”

Bien que cela soit sans aucun doute vrai, certains dommages ont déjà été causés et seront difficiles à réparer. Prenons la Floride. Sa population de panthères a initialement chuté en raison d’accidents de la route et de proies en voie de disparition, mais cela pourrait même ne pas avoir d’importance à long terme. “Ils n’y arriveront toujours pas, probablement”, dit Simberloff, “parce que la Floride est en train de couler.” Cela nous ramène à cette question difficile : si nous ne pouvons pas les sauver tels qu’ils sont, devrions-nous essayer de les sauver comme autre chose ?