La migration complexe des saumons
Les migrations des saumons montrent le lien entre la génétique et les facteurs environnementaux.
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Table des matières
- Vie dans Différents Bassins Versants
- La Génétique du Timing de Migration
- Différentes Populations de Saumons
- Saumons Roses et Leurs Lignées Uniques
- Étudier le Saumon Rose en Alaska
- Méthodes de Recherche
- Différences Génétiques entre Espèces
- Conservation et Implications Futures
- Résumé
- Source originale
- Liens de référence
Chaque année, plein d'animaux migrent en gros groupes pour trouver de la nourriture, se reproduire ou échapper à des conditions météo difficiles. Ça inclut des créatures comme des insectes, des oiseaux, des reptiles, de gros mammifères et des poissons. Une des migrations les plus incroyables, c'est celle des saumons. Ces poissons passent de l'océan aux rivières d'eau douce pour frayer. Ce trajet impacte pas seulement les saumons mais aussi plein d'autres animaux, y compris les humains, qui comptent sur eux pour se nourrir.
Vie dans Différents Bassins Versants
Les saumons vivent dans plein d'environnements différents. Chacun de ces endroits peut avoir des conditions de vie différentes, qui façonnent comment les saumons s'adaptent au fil du temps. Certaines populations de saumons développent des caractéristiques uniques selon leurs habitats spécifiques. Pour les saumons, un des facteurs clés qui influence leur capacité à se reproduire, c'est le timing de leur migration vers l'eau douce.
Le timing de la migration, connu sous le nom de "run timing," est super important pour le succès reproductif des saumons. On pense que ce timing s'ajuste en fonction des conditions de l'eau, comme la température et le débit, pour s'assurer qu'ils peuvent se reproduire correctement.
La Génétique du Timing de Migration
Comme le timing de la migration est si important pour les saumons, les scientifiques s'intéressent aux facteurs génétiques qui le déterminent. Des recherches montrent qu'il y a une Variation génétique significative qui affecte le timing des migrations. Ça veut dire que différentes populations de saumons ont des timings de migration différents à cause de différences génétiques.
Pendant longtemps, on a cru que le timing de migration était contrôlé par plein de petits gènes. Cependant, des études récentes ont trouvé des gènes spécifiques et des zones de chromosomes qui influencent fortement le timing des migrations. Par exemple, certaines régions génétiques ont été identifiées chez le saumon atlantique et le saumon Chinook qui expliquent une grande partie de la variation dans leur timing de migration.
Différentes Populations de Saumons
Les variations de timing de migration ne concernent pas juste des grosses différences entre les saisons. Chez certaines espèces de saumons, comme le saumon sockeye, il y a des variations de timing de migration qui se produisent sur des périodes plus courtes-juste quelques semaines d'écart. On pense que ces différences sont dues à des changements environnementaux, comme des variations de température entre les habitats de fraie.
Avoir une variété de timings de migration aide à s'assurer que si les conditions sont mauvaises pour un groupe de poissons, tous ne sont pas affectés. Cette stratégie permet aux saumons de répartir le risque et d'assurer des ressources alimentaires pour les prédateurs sur une plus longue période.
Saumons Roses et Leurs Lignées Uniques
Le saumon rose, qui est le saumon du Pacifique le plus commun, montre aussi des variations intéressantes de timing de migration. Ils ont des lignées d'années paires et d'années impaires. Ces deux groupes se reproduisent séparément et ne se mélangent pas génétiquement, même s'ils vivent dans les mêmes rivières. Malgré ces différences, les deux groupes font face à des défis environnementaux similaires.
La recherche a montré qu'à bien que ces deux lignées soient différentes, elles peuvent encore s'adapter aux conditions locales au fil du temps. Cependant, les deux lignées ont connu des changements dans le timing de migration depuis les années 1970, probablement à cause des températures d'eau plus chaudes. Ceux qui arrivent tard sont moins susceptibles de survivre.
Étudier le Saumon Rose en Alaska
En Alaska, des chercheurs ont étudié le saumon rose dans Auke Creek. Cette zone est un habitat unique avec des conditions différentes qui influencent les saumons. Les scientifiques ont compté le nombre de saumons qui reviennent à la rivière chaque année depuis 1980. Ces données les aident à comprendre les changements dans les schémas de migration des poissons.
La recherche s'est aussi concentrée sur les différences au sein des lignées d'années paires et impaires. Les deux groupes ont des migrations précoces et tardives qui se produisent environ 20 jours d'écart. Des expériences indiquent qu'il y a des différences génétiques dans ces migrations, même si elles font partie de la même espèce.
Méthodes de Recherche
Pour explorer ces différences génétiques chez le saumon rose, les scientifiques ont utilisé le séquençage du génome entier. Ils ont analysé des échantillons d'ADN de saumons revenant tôt et tard pour identifier les régions clés du génome associées au timing de migration.
L'analyse a révélé des zones spécifiques du génome qui montrent une divergence significative entre les migrations précoces et tardives des saumons roses. Ces résultats soulignent comment de petits changements génétiques peuvent avoir un gros impact sur le timing des migrations.
Différences Génétiques entre Espèces
Les chercheurs ont aussi étudié comment ces différences génétiques chez le saumon rose se comparaient à celles du saumon sockeye. On a trouvé que les deux espèces avaient des régions similaires associées au timing de migration. Cependant, les motifs de divergence variaient. Chez le saumon sockeye, plusieurs gènes en plus du principal identifié chez le saumon rose étaient significativement différents entre les populations.
Les régions génétiques qui montrent ces différences suggèrent que le timing de migration peut être influencé par de nombreux facteurs. Chaque espèce s'est adaptée à ses environnements uniques, ce qui a conduit à des changements génétiques divers au fil du temps.
Conservation et Implications Futures
Comprendre la base génétique du timing de migration chez les saumons est important pour leur conservation. Si un seul gène ou une seule région a une grande influence sur ce trait, ça pourrait aider les saumons à s'adapter plus rapidement aux conditions environnementales changeantes. Cette adaptabilité est cruciale, surtout avec le changement climatique en cours.
Alors que les chercheurs continuent d'explorer ces facteurs génétiques, ils peuvent mieux comprendre comment différentes populations de saumons pourraient réagir aux changements environnementaux futurs. Les efforts de conservation peuvent alors être adaptés pour maintenir la diversité génétique chez les saumons, assurant leur résilience face à ces défis.
Résumé
Les migrations animales à grande échelle, surtout chez les saumons, révèlent des interactions complexes entre la génétique et les facteurs environnementaux. L'étude des saumons roses et sockeye montre que le timing de migration est influencé par des régions génétiques spécifiques. Ces aperçus non seulement enrichissent notre compréhension de la biologie des saumons mais soulignent aussi l'importance de conserver la diversité génétique parmi les populations de saumons pour les aider à résister aux futurs changements de leurs habitats.
Titre: A major effect locus involved in migration timing is shared by pink and sockeye salmon
Résumé: Migration is an important component of the life cycles of many organisms and differences in migration timing can greatly influence fitness. Variation in migration timing (hereafter referred to as run timing) is found in many salmon species and contributes to the portfolio of life history diversity that is vital for maintaining healthy populations. Pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) are composed of temporally isolated lineages that spawn in even and odd years. Here, we focus on early and late runs of pink salmon in Auke Creek, Alaska, which spawn a few weeks apart in the same {approx}50m stretch of stream. We conducted low coverage, whole genome sequencing on pink salmon from the early and late runs of both even and odd lineages to investigate the genetic basis of run timing in this system. Within the even lineage we detected a major effect locus displaying high genetic divergence between early and late run individuals on chromosome 10 of the pink salmon genome. This same locus showed a lower - but still elevated - amount of genetic divergence in the odd lineage. The region of high divergence includes the Leucine Rich Repeat Containing 9 gene (lrrc9), and genetic divergence was substantially reduced outside of this gene. The lrrc9 gene also shows high divergence between two ecotypes of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) that differ in both run timing and spawning habitat. Comparison of the lrrc9 gene region in pink and sockeye salmon shows that variation within this gene is associated with run timing in both species. However, the polymorphic sites (i.e, SNPs) and run timing alleles are unique to each species and arose from independent mutations following divergence from a common ancestor. These results demonstrate that adaptation in pink salmon can occur at small temporal scales and that complex traits can be controlled by similar genetic mechanisms in multiple species.
Auteurs: Patrick D Barry, D. A. Tallmon, N. Howe, D. Baetscher, K. D'Amelio, S. Vulstek, J. Russell, A. J. Gharrett, W. Larson
Dernière mise à jour: 2024-04-01 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.30.587279
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.30.587279.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
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