Protéger la diversité génétique pour mieux faire face à l’adversité

Pour combattre l’extinction des espèces, il faut favoriser non seulement la survie des individus, mais aussi, à l’intérieur des populations, la diversité des traits dus aux gènes.

Paul Souders / Getty Images

L’auteure est postdoctorante en génomique de la conservation à l’Université Laval.

Face à la crise de biodiversité qui sévit actuellement, il est plus que jamais crucial d’opérer une transformation du rapport de la société à la nature, pour conserver et soutenir des écosystèmes résilients. Cette transformation exige un suivi permanent impliquant des mesures de progrès pertinentes et fiables, pour tous les niveaux de biodiversité. Quels sont ces niveaux ?

En biologie, on en reconnaît généralement trois : la diversité génétique, la diversité des espèces et la diversité des écosystèmes. Depuis 1992, la Convention sur la diversité biologique (CDB) des Nations unies — traité international dont le but global est d’encourager des mesures qui conduiront à un avenir durable — vise à les conserver.

Alors que la CDB s’affaire à protéger les espèces de l’extinction et à préserver les écosystèmes terrestres et aquatiques, des objectifs ambitieux et quantitatifs sont encore manquants pour la diversité génétique. Or, une érosion sans précédent de cette dernière s’observe actuellement chez les espèces rares comme chez les plus communes.

Cette perte est sérieuse ; la diversité génétique est nécessaire aux espèces pour qu’elles s’adaptent à l’intensité et au rythme actuels des changements environnementaux, y compris les changements climatiques et les maladies émergentes.

Je compte plus de 10 ans d’expérience en recherche appliquée dans le domaine de la conservation d’espèces en péril et de la gestion d’espèces exploitées. Au cours des dernières années, j’ai rédigé des recommandations et avis éclairés en matière de gestion des populations pour surveiller et protéger la diversité génétique.

Papillon blanc, papillon noir

Quand on parle de diversité génétique, de quoi s’agit-il exactement ? De la variation entre les individus d’une espèce sur le plan des gènes — encodés dans l’ADN —, laquelle est transmissible d’une génération à l’autre. L’ADN est un code propre à chaque être vivant sur la Terre. L’ADN est organisé en gènes, qui contiennent les instructions pour faire fonctionner l’organisme, de la même façon que plusieurs lettres sont assemblées pour faire des mots qui eux-mêmes permettent de raconter une histoire.

Ainsi, de petites différences dans l’ADN (mutations) peuvent être responsables de la modification de la couleur des yeux d’un individu, au même titre qu’une lettre peut changer la signification d’un mot. Les différences sur le plan de l’ADN parmi tous les individus d’une espèce constituent la diversité génétique de cette espèce.

De ce fait, chez les espèces à forte diversité génétique, il y a beaucoup de modifications de l’ADN des individus, lesquelles sont responsables des différences notables dans certains traits importants qui ne sont pas nécessairement visibles. Ces espèces sont plus en mesure de faire face aux changements environnementaux. C’est ce qu’on appelle l’adaptation.

Le cas du papillon poivré en est un exemple parfait : la diversité génétique naturelle chez les papillons poivrés produit des ailes de diverses couleurs, du blanc au noir. Avant la révolution industrielle, les papillons aux ailes claires étaient les plus communs, étant donné leur meilleur camouflage sur des écorces de bouleaux que celui des papillons à ailes foncées. La révolution industrielle a engendré une forte pollution de l’air, allant jusqu’à couvrir les troncs d’arbres et les ternir. Le camouflage des papillons à ailes claires s’est donc compliqué, et ils sont rapidement devenus des proies faciles pour les oiseaux. Par ailleurs, les papillons à ailes foncées ont pu commencer à se dissimuler aisément sur ces troncs noirs, ce qui leur a permis d’être de plus en plus aptes à vivre assez longtemps pour se reproduire.

Qui dit faible diversité dit faible survie

À l’inverse, chez une espèce présentant une faible diversité génétique, il y a une variété limitée d’allèles (différents états d’un gène), on observe donc peu de différence entre les individus. Cela se traduit simplement par une moins bonne aptitude à s’adapter à un changement environnemental. Dans l’exemple du papillon poivré, on peut imaginer que si les allèles responsables de coder pour des ailes noires n’avaient pas été présents dans l’espèce (en raison d’une diversité génétique amoindrie), celle-ci aurait probablement succombé à la révolution industrielle.

Les petites populations isolées finissent par perdre de leur diversité génétique, car peu d’individus survivent, se reproduisent et transmettent leurs gènes. Dans ces populations, le choix de partenaires sexuels est également réduit, ce qui force les individus à se reproduire avec des individus apparentés ; on parle alors de consanguinité. Les consanguins sont plus faibles et présentent des taux de mortalité de 30 % à 40 % plus élevés que des individus issus de croisements d’individus non apparentés. Si la diversité génétique est trop basse, les espèces se dirigent vers l’extinction et peuvent être perdues à jamais.

C’est en ce sens que depuis des décennies, les recherches à la fois théoriques et empiriques s’accordent pour dire que la conservation de la diversité génétique améliore nettement la viabilité des espèces. La diversité génétique constitue ainsi le fondement de la résilience dans la nature, particulièrement pour la survie aux températures et aux événements climatiques extrêmes qui sévissent.

Nous sommes responsables de l’extinction des espèces

Un triste constat s’ajoute cependant à l’ensemble de ces connaissances : les activités anthropiques sont responsables de la perte de diversité génétique, et ce, à un rythme accablant. La composition génétique d’une espèce est en effet très nettement touchée par la fragmentation de l’habitat, laquelle est fortement associée à l’urbanisation et à l’utilisation des terres agricoles. Une récente méta-analyse révèle notamment une perte de 6 % de diversité génétique dans les populations sauvages d’une centaine d’espèces depuis la révolution industrielle.

Les conséquences de l’exploitation des populations sauvages sont tout aussi consternantes : on observe une diversité génétique des poissons exploités 12 % plus faible que celle de leurs homologues non exploités. Si aucune action de protection n’est entreprise, on prévoit un déclin de 68 % de la taille des populations de vertébrés, ce qui se traduirait par une perte de diversité génétique de plus de 50 % pour de nombreuses espèces.

Surveiller et protéger la diversité génétique

Jusqu’à présent, la protection de la diversité génétique n’était pas une priorité, en partie en raison (i) de lacunes sur le plan des connaissances dans des domaines clés, notamment l’importance de la diversité génétique, (ii) de la faible disponibilité des données génétiques, (iii) ainsi que de l’inaccessibilité des concepts et informations pertinentes pour les décideurs. Cependant, de nombreuses avancées ouvrent désormais la voie à une meilleure intégration de la diversité génétique dans les instruments politiques et les efforts de conservation.

Par exemple, l’essor des nouvelles technologies génétiques a permis de faire exploser la diversité des sources d’échantillons pouvant procurer de l’ADN. Ainsi, l’ADN issu de fossiles, d’objets de musée, d’herbiers ou de spécimens archivés peut nous servir à documenter des niveaux de diversité génétique de référence dans le temps.

La variation de l’ADN peut aussi désormais être caractérisée à partir de cheveux, de fèces et d’autres sources non invasives, y compris les méthodes d’échantillonnage de l’ADN environnemental. Tout cela rend le suivi génétique possible, routinier et abordable, même pour des espèces rares, dangereuses ou insaisissables. Des actions fondées sur des politiques peuvent donc être mises en place pour améliorer le statut de la diversité génétique.

Une lueur d’espoir

Enfin, de nouvelles initiatives relient les décideurs aux experts, ce qui favorise l’application des données génétiques. Des réseaux tels que le Groupe sur l’observation de la Terre de l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) contribuent à la surveillance de la diversité génétique. Ces organisations ont permis de produire des notes d’orientation, des rapports techniques et des tutoriels sur les concepts clés en conservation et les technologies de la génétique. Un article récemment publié dans la revue scientifique BioScience résume ces progrès et invite les nations à mettre sur pied de solides programmes de surveillance de la diversité génétique, ainsi qu’à prendre des engagements officiels avant qu’il soit trop tard.

La diversité génétique doit être conservée avec la même urgence que la diversité des espèces, pour soutenir la sécurité alimentaire, le bien-être, la culture et l’adaptation.

Chercheurs et professionnels de la conservation doivent travailler avec les décideurs pour un avenir résilient.

Cet article est republié à partir de La Conversation.

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