Un nouveau catalogue de la diversité génomique des chimpanzés menacés d’extinction dans la nature permet de relier les chimpanzés confisqués à leur lieu d’origine, ce qui pourrait aider à lutter contre le commerce illégal de ces animaux.
En utilisant des milliers d’échantillons fécaux de chimpanzés, les chercheurs ont créé le premier catalogue de la diversité génomique des chimpanzés menacés d’extinction à l’état sauvage. Ce catalogue leur permet de relier les chimpanzés confisqués à leur lieu d’origine, dans le but de réduire le commerce illégal d’animaux. Les personnes désireuses de contribuer à la protection des chimpanzés menacés peuvent annoter des vidéos dans le cadre d’un projet scientifique citoyen appelé Chimp&See.
Les scientifiques ont produit le premier catalogue de la diversité génomique des chimpanzés menacés d’extinction à l’état sauvage, comme le rapporte aujourd’hui (1er juin 2022) la revue Cell Genomics. Le catalogue, qui comprend 828 échantillons de chimpanzés provenant de l’ensemble de leur aire de répartition, offre une reconstruction détaillée de la structure de la population de chimpanzés et des schémas d’isolement, de migration et de connexion à petite échelle. Les chercheurs utilisent ces informations pour concevoir une méthode permettant de relier les chimpanzés confisqués à leur lieu d’origine à une centaine de kilomètres près, dans le but de soutenir les efforts de lutte contre le commerce illégal de chimpanzés et de produits dérivés.
“Les chimpanzés sont une espèce en voie de disparition dont la population a connu un déclin massif ces dernières années”, a déclaré Claudia Fontsere, premier auteur de l’étude à l’Institut de biologie évolutive (IBE), un centre conjoint du CSIC et de l’Universitat Pompeu Fabra (UPF) à Barcelone, en Espagne. “Nos efforts pour décrire la diversité génomique actuelle de cette espèce sont une tentative de fournir une carte à échelle fine de la connectivité entre les populations qui peut être utile aux défenseurs de la conservation comme base de référence et guide pour développer leurs efforts de conservation.”
Le projet scientifique citoyen PanAf est ouvert à toute personne désireuse de participer à l’annotation de vidéos de pièges à caméra provenant de toute l’Afrique tropicale. Crédit : MPI-EVA/PanAfChimp&See.org
Cet effort n’aurait pas été possible sans l’échantillonnage coordonné de milliers d’échantillons fécaux de chimpanzés par le Programme panafricain (PanAf) sur 48 sites, ainsi que des années d’efforts pour développer des stratégies méthodologiques permettant de récupérer et d’enrichir efficacement la proportion d’échantillons de l’hôte ADN dans les échantillons fécaux, indiquent les chercheurs. Les échantillons fécaux présentent de nombreux défis techniques, car ils ne contiennent que de petites quantités d’ADN dégradé de chimpanzé, mais ils présentent également des avantages pour l’étude des espèces menacées, car ils permettent une collecte extensive avec un minimum d’interférence pour les animaux. Ces approches peuvent maintenant être mises à profit pour étudier de nombreux autres primates et autres espèces menacées.
“Puisque nous utilisons le séquençage d’un chromosome entier avec des milliers de marqueurs indépendants, comparé à quelques marqueurs microsatellites, nous avons une vue beaucoup plus large du génome.[qui]est nécessaire pour affiner et décrire l’histoire évolutive très complexe des chimpanzés”, ajoute Tomas Marques-Bonet, chercheur principal de l’Institut de biologie évolutive (IBE) et codirecteur de l’étude. “De manière impressionnante, nous y parvenons grâce à des échantillons non invasifs, qui, dans un sens, sont le meilleur des mondes – une source précieuse d’ADN génomique, mais collectée de manière à ce que les animaux n’aient jamais besoin d’être contactés ou dérangés en dehors des chercheurs existant dans leur habitat.”
Chimpanzé sauvage en train de déféquer. Crédit : MPI-EVA/PanAf
Les archives fossiles et l’ADN ancien des chimpanzés étant limités, la seule façon de reconstituer leur passé est d’étudier des individus vivants. Les scientifiques reconnaissent quatre sous-espèces de chimpanzés, mais des questions subsistent quant à leurs relations. On se demande depuis longtemps dans quelle mesure ces sous-espèces sont et ont été liées les unes aux autres.
Pour explorer ces questions dans la nouvelle étude, Fontsere et ses collègues ont récupéré des informations sur le génome partiel de plus de 800 échantillons fécaux de chimpanzés sauvages collectés de manière non invasive dans toute leur aire de répartition actuelle. Ils ont concentré leur attention sur le chromosome 21, la plus petite séquence nucléaire contiguë du génome du chimpanzé, et une source de nombreuses données de séquence génomique à utiliser pour déduire la structure de la population de chimpanzés.
Composition photographique de chimpanzés sauvages. Crédit : MPI-EVA/PanAf ChimpandSee.org
“Rien que par notre méthode d’échantillonnage, nous avons découvert environ 50% de variantes génétiques supplémentaires et nouvelles sur le chromosome 21 par rapport aux études précédentes”, a déclaré Fontsere. “Notre ensemble de données a joué un rôle clé dans la compréhension des flux génétiques récents et passés entre des populations pour lesquelles des lacunes d’échantillonnage antérieures ont empêché leur étude.l’étude. Elle nous a également permis de décrire si les populations ont été isolées récemment ou si un événement historique l’a fait. En caractérisant les singularités génomiques de chaque communauté ou population, nous avons également créé une carte qui relie les informations génomiques à la localisation géographique, de sorte que nous avons pu concevoir une stratégie pour déduire la localisation géographique des individus chimpanzés.”
Claudia Fontserè premier auteur de l’étude et chercheur au BIE, traitant des échantillons fécaux en laboratoire. Crédit : Claudia Fontsere
Auparavant, seuls 59 génomes entiers de chimpanzés avaient été séquencés avec des informations limitées sur leur origine, notent les chercheurs. De grands ensembles de données provenant de milliers d’échantillons fécaux géoréférencés existent également, mais ils ne représentent que de très petits fragments du génome entier. Grâce à ces nouveaux échantillons et aux données génomiques, ils ont pu combler les lacunes précédentes dans la distribution des chimpanzés de l’Est et du Centre.
Fontsere dit qu’ils ont également fourni une compréhension plus nuancée de la différenciation génétique des quatre sous-espèces de chimpanzés reconnues. Ils ont trouvé un lien entre la structure historique des populations, les barrières de continuité génétique entre les populations de chimpanzés et les barrières géographiques telles que les rivières et les lacs.
“Nous avons pu montrer, à l’aide de différentes analyses portant sur des variations très anciennes et plus récentes, que l’histoire des chimpanzés est complexe, un peu comme celle de notre propre espèce”, explique Mimi Arandjelovic, coresponsable de l’étude à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive, à l’iDiv et à l’université de Leipzig. “Les sous-espèces de chimpanzés ont effectivement été séparées dans le passé, mais ont depuis également connu des échanges génétiques entre les populations. Cela explique joliment pourquoi différentes études visant à reconstruire différentes périodes ancestrales sont arrivées à des conclusions différentes sur l’histoire évolutive des chimpanzés.”
Parmi de nombreux autres éléments, les preuves révèlent également une connectivité étendue chez les chimpanzés occidentaux.
“Cela est d’une importance capitale pour leur conservation et plaide vraiment pour que la connectivité entre les forêts d’Afrique de l’Ouest, en particulier dans la région nord, soit préservée pour la protection de ces populations et de la sous-espèce”, a déclaré Marques-Bonet.
Anthony Agbor, co-auteur de l’étude et responsable de plusieurs sites PanAf, prépare des échantillons pour le traitement sur le terrain. Crédit : PanAf
Les chercheurs disent qu’ils commencent maintenant à utiliser les méthodes qu’ils ont développées pour les chimpanzés avec d’autres grands singes et primates. Les résultats obtenus chez les chimpanzés confirment que les échantillons fécaux, bien que plus complexes que les échantillons sanguins, constituent une bonne source d’ADN hôte pour n’importe quelle espèce.
Le PanAf continue également d’analyser les données recueillies pendant 8 ans dans 18 pays d’Afrique, sur plus de 40 sites de recherche et de conservation temporaires et à long terme. L’objectif est de comprendre les moteurs évolutifs et écologiques de la diversité culturelle et comportementale des chimpanzés. Toute personne intéressée peut apporter son aide en annotant des vidéos pour le projet. projet de science citoyenne.
Référence : “Dynamique des populations et connectivité génétique dans l’histoire récente des chimpanzés” 1er juin 2022, Cell Genomics.
DOI: 10.1016/j.xgen.2022.100133
Ce travail a été soutenu par la Fondation “La Caixa”, le Fonds pour la science et la technologie de Vienne, le projet de la ville de Vienne, le Conseil européen de la recherche (CER) dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, la “Unidad de Excelencia Maria de Maeztu” financée par l’AEI, le Howard Hughes International Early Career award, le NIH, le Secretaria d’Universitats i Recerca et le programme CERCA du Departament d’Economia i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, le Wellcome Trust de l’UCL, la Generalitat de Catalunya et le Programme Panafricain : The Cultured Chimpanzee (PanAf), financé par la Société Max Planck, le Fonds d’innovation de la Société Max Planck et la Fondation Heinz L. Krekeler.
