Un big-bang des oiseaux après l'extinction des dinosaures

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Une étude menée par 200 scientifiques contredit l'hypothèse selon laquelle les oiseaux dits modernes étaient apparus de 10 à 80 millions d'années avant la fin dinosaures.

Après l'extinction des dinosaures, il y a 65 millions d'années, seules quelques espèces d'oiseaux ont survécu au cataclysme, sans douté causé par l'impact d'une météorite géante sur Terre. Mais ces rescapés ont connu par la suite en dix à quinze millions d'années une évolution accélérée, un véritable "big-bang" aviaire permettant l'émergence d'une grande diversité aboutissant aux quelques 10.000 espèces d'oiseaux représentées aujourd'hui.

 Un nouvel arbre évolutif des oiseaux a été déterminé après quatre années d'études. Julie McMahon, University of Illinois

C'est une gigantesque enquête génomique qui a été menée par 200 scientifiques de vingt pays durant quatre ans. Elle a abouti au séquençage de quarante-huit espèces d'oiseaux (autruche, canard, faucon, perroquet, ibis, aigle...), ce qui est sans précédent pour une seule famille animale. Ces travaux ont donné lieu à 23 études, dont huit sont publiées jeudi 11 décembre 2014 dans la revue américaine Science et quinze autres dans Genome Biology, BMC Genomics et d'autres revues. Elles démontrent donc que les oiseaux modernes sont apparus après l'extinction des dinosaures. Cela contredit l'hypothèse avancée jusqu'à présent selon laquelle les oiseaux dits modernes étaient apparus de 10 à 80 millions d'années avant la disparition des dinosaures.

 48 espèces d'oiseaux* ont été séquencées pour reconstituer l'arbre évolutif des oiseaux. AAAS/Carla Schaffer.

L'analyse génétique a également permis de remonter à l'ancêtre commun aux oiseaux, aux crocodiles - leur plus proche cousin vivant - et aux dinosaures : les archosauriens. "Le séquençage de trois espèces de crocodiles différentes met l'étude génomique des oiseaux dans leur contexte. Les données que nous avons examinées ont démontré que les crocodiles ont évolué relativement peu et que, par conséquent, ils sont un reflet assez fiable de leurs ancêtres", explique Toni Gabaldón, professeur de recherche à l'ICREA. Et les scientifiques ont aussi déterminé que le poulet partage davantage de similarités dans ses chromosomes avec les dinosaures, que les autres oiseaux.

D'après six autres études, certaines espèces d'oiseaux possèdent les mêmes gènes que les humains pour l'apprentissage des sons. "Nous savons depuis longtemps qu'il y a des similarités entre le chant des oiseaux et la parole humaine mais nous ne savions pas si les mêmes gènes étaient impliqués... et la réponse est oui", a dit Erich Jarvis, un chercheur de l'Université Duke (Caroline du Nord). Des chercheurs japonais ont déterminé que plus de 50 gènes subissent des changements similaires avec l'activité des circuits cérébraux spécialisés dans l'apprentissage des sons de certains oiseaux (colibri, passereau et perroquet) et les régions de la parole dans le cerveau humain.

 Les crocodiles sont les plus proches cousins des dinosaures. David A. Ray

Ce nouvel arbre généalogique des oiseaux résout en outre des débats de longue date sur les liens de parenté entre les espèces et leurs origines. Ces travaux permettent par exemple de confirmer que les oiseaux aquatiques ont trois origines distinctes et que l'ancêtre commun des oiseaux terrestres (perroquet, pivert, chouette, aigle, faucon...) était un grand prédateur.

Malgré la diversité biologique des oiseaux, leur génome contient moins de gènes (14.000 environ) que d'autres grandes familles animales. Cette étude, menée notamment par Guojie Zhang de la National Genebank en Chine, a permis de découvrir que le génome des oiseaux a perdu des milliers de gènes au début de leur évolution peu après avoir divergé des autres reptiles.

"Un grand nombre de ces gènes (perdus par les oiseaux) ont des fonctions essentielles chez les humains comme dans la reproduction, la formation du squelette et des poumons", précise le professeur Zhang. "La perte de ces gènes clé pourrait avoir eu un effet important sur l'évolution d'un grand nombre de caractéristiques des oiseaux". "Ceci est intéressant car on s'attend généralement à ce que l'innovation en matière d'évolution résulte de la création de nouveaux matériaux génétiques, pas d'une perte...", a-t-il ajouté.

 Les liens évolutifs entre les oiseaux. Jon Fjelds.

Ainsi il ressort par exemple que les oiseaux ont perdu leurs dents il y a environ 116 millions d'années avec des mutations sur les cinq gènes codant la production d'émail et d'ivoire. Mais après ces pertes de gènes tôt dans leur évolution, la structure génomique aviaire est restée remarquablement stable pendant plus de cent millions d'années, ont conclu les chercheurs. Alors que dans le même temps, les mammifères ont évolué de manière beaucoup plus importante.

La masse des données produites par ce séquençage des génomes de 48 espèces a requis 300 années de temps de calcul ordinateur, et certaines analyses ont nécessité des super-ordinateurs.


----->*La science est-elle vraiment obligée de tuer des espèces pour les étudier ? En l'occurence les recherches génomiques ne pourraient-ils pas utiliser des plumes, des prélèvements sanguins ? Sachant que pour le reste, les espèces ont déjà été largement étudiées... Je n'aime pas cette science qui tue !

Sciences et avenir 12/12/2014