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Crevette du Nord : S'adapter au changement climatique

Les populations de crevettes nordiques font face à des défis à cause du changement climatique et des adaptations locales.

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Les crevettes nordiques, connues scientifiquement sous le nom de Pandalus borealis, se trouvent dans les océans Arctique et Atlantique nord. Elles vivent dans une variété de conditions, avec une large gamme de Températures et de profondeurs. Ces crevettes sont importantes tant pour l'écosystème que pour la pêche commerciale. Elles ont un cycle de vie unique, commençant comme des larves dans l'océan et s'installant plus tard au fond de la mer en tant que juvéniles et adultes.

Structure de la population des crevettes nordiques

Les espèces marines comme les crevettes nordiques ont souvent de nombreux individus répartis sur de grandes surfaces, ce qui leur permet de bouger facilement. Ça les rend idéales pour étudier comment différents facteurs influencent leur population. Les caractéristiques clés qui affectent leur structure de population incluent les courants océaniques, qui permettent le flux génétique, et les grandes tailles de population qui réduisent les changements aléatoires dans la fréquence des gènes.

Cependant, même avec ces facteurs qui favorisent le mélange génétique, les environnements locaux peuvent mener à des différences dans la composition génétique, montrant que certaines Populations peuvent s'adapter à leurs conditions spécifiques. Des recherches ont montré que certains gènes dans différents groupes de crevettes peuvent être liés à leurs environnements locaux, indiquant une adaptation.

Outils de recherche génétique

Les scientifiques utilisent des outils génomiques avancés pour étudier la génétique des crevettes nordiques. Des techniques comme le génotypage et le séquençage du génome entier aident à identifier comment les populations sont structurées génétiquement et comment elles sont affectées par des processus neutres et adaptatifs. Cette recherche est essentielle pour comprendre comment conserver les populations de crevettes qui pourraient faire face à divers défis, surtout à cause du changement climatique.

L'impact du changement climatique sur les espèces marines

Le changement climatique affecte les environnements marins de plusieurs manières, comme l'augmentation des températures et le changement des niveaux de Salinité. Ces changements peuvent impacter la survie et la distribution de nombreuses espèces, y compris les crevettes nordiques. Avec la montée des températures, on s'attend à ce que certaines espèces migrent vers des eaux plus fraîches, tandis que d'autres pourraient avoir du mal à s'adapter et pourraient voir leurs populations diminuer.

Pour les crevettes nordiques, la hausse des températures pourrait entraîner des changements dans leurs schémas de reproduction et leurs taux de survie. Des recherches suggèrent qu'avec le changement des conditions, différentes populations vont réagir de différentes manières, dépendant de leur diversité génétique existante et de leur capacité d'adaptation.

Découvertes spécifiques sur les populations de crevettes nordiques

Les recherches ont identifié des populations diverses de crevettes nordiques à travers leur aire de répartition, avec des groupes Génétiques distincts trouvés dans différentes zones. Une étude a identifié trois principaux clusters génétiques dans l'Atlantique nord-ouest : le golfe du Maine, le cap flamand et le plateau continental. Dans ces zones, des facteurs comme la température et la salinité jouent un rôle significatif dans la formation des différences génétiques.

Les populations de crevettes du sud, particulièrement dans les eaux plus chaudes, commencent à décliner. Ces déclins ont été liés à des événements de chaleur extrême, qui ont modifié les dynamiques prédateur-proie. En revanche, les populations du nord semblent plus stables, probablement à cause de conditions plus fraîches.

Méthodes de recherche et collecte de données

Pour étudier les populations de crevettes, les chercheurs ont collecté des échantillons de différents endroits le long de la côte est de l'Amérique du Nord. Ils ont mesuré les conditions environnementales telles que la température de l'eau et la salinité durant différentes saisons. Ces données aident à comprendre comment les facteurs environnementaux sont corrélés à la variation génétique parmi les populations de crevettes.

Les données génomiques ont été recueillies par des méthodes de séquençage, qui consistent à analyser le matériel génétique des crevettes. Cela permet aux scientifiques d'identifier les relations entre la composition génétique et les conditions environnementales.

Explorer la variation génétique

La recherche génétique sur les crevettes nordiques démontre qu'en dépit d'un fort potentiel de mouvement, des adaptations locales peuvent se produire. Certaines populations présentent des traits génétiques uniques qui les aident à survivre dans des conditions spécifiques. Par exemple, les crevettes dans des zones plus chaudes peuvent développer des traits différents de celles dans des eaux plus froides.

Les études ont également révélé que bien que certaines populations semblent génétiquement similaires, il existe des différences sous-jacentes influencées par les pressions environnementales. Cela met en évidence la complexité au sein des espèces, où des adaptations peuvent surgir même avec un fort potentiel de dispersion.

Le rôle des facteurs environnementaux dans l'adaptation

Alors que l'environnement change à cause du changement climatique, comprendre comment la variation génétique est liée à la survie devient crucial. Certains facteurs environnementaux, comme la température et la salinité, jouent un rôle significatif dans la structuration du paysage génétique des crevettes nordiques.

Les recherches montrent que les variations de température pendant la phase larvaire sont particulièrement cruciales pour la survie et la croissance de ces crevettes. Les résultats suggèrent que certaines populations pourraient être mieux équipées pour faire face à l'augmentation des températures que d'autres, impactant leur résilience face aux conditions changeantes.

Prédire la vulnérabilité au changement climatique

En utilisant des données génétiques, les scientifiques ont pu prédire comment les populations de crevettes nordiques pourraient réagir aux futurs changements environnementaux. Le concept de "décalage génomique" a été introduit pour évaluer le risque potentiel pour les populations sous des conditions climatiques changeantes. Un décalage génomique plus élevé indique qu'une population pourrait avoir du mal à s'adapter à de nouveaux environnements, tandis qu'un décalage plus bas suggère qu'elles pourraient mieux faire face au changement.

Globalement, les populations du sud des crevettes nordiques montrent un décalage génomique plus élevé, indiquant une vulnérabilité accrue. Pendant ce temps, les populations du nord tendent à avoir un décalage plus faible, suggérant qu'elles pourraient être plus résilientes face au changement climatique.

Conclusion : L'avenir des crevettes nordiques

L'avenir des crevettes nordiques est incertain alors que le changement climatique continue de modifier leur habitat. Comprendre leur variation génétique et comment cela se rapporte aux facteurs environnementaux est essentiel pour prédire comment ces populations vont s'en sortir dans les années à venir.

Il est crucial d'incorporer cette perspective génétique dans les stratégies de conservation. En reconnaissant les vulnérabilités différentes des populations de crevettes nordiques, on peut prendre des décisions plus éclairées sur la façon de gérer et de protéger ces espèces marines importantes.

Les efforts de conservation doivent prendre en compte les caractéristiques uniques des différentes populations et leur capacité à s'adapter aux conditions changeantes. Cette connaissance est vitale non seulement pour les crevettes elles-mêmes, mais aussi pour l'écosystème marin plus large qui dépend de leur présence.

Alors que la recherche continue, elle pourrait révéler davantage sur la résilience des crevettes nordiques et d'autres espèces marines dans un monde en rapide évolution. Avec cette compréhension, nous pouvons mieux nous préparer aux défis à venir et œuvrer pour assurer la survie de ces créatures marines essentielles.

Source originale

Titre: Diving into broad-scale and high-resolution population genomics to decipher drivers of structure and climatic vulnerability in a marine invertebrate

Résumé: Species with widespread distributions play a crucial role in our understanding of climate change impacts on population structure. In marine species, population structure is often governed by both high connectivity potential and selection across strong environmental gradients. Despite the complexity of factors influencing marine populations, studying species with broad distribution can provide valuable insights into the relative importance of these factors and the consequences of climate-induced alterations across environmental gradients. We used the northern shrimp Pandalus borealis and its wide latitudinal distribution to identify current drivers of population structure and predict the species vulnerability to climate change. Individuals sampled across 24{degrees} latitude were genotyped at high geographic-(54 stations) and genetic-(14,331 SNPs) resolutions to assess genetic variation and environmental correlations. Four populations were identified in addition to finer substructure associated to local adaptation. Geographic patterns of neutral population structure reflected predominant oceanographic currents, while a significant proportion of the genetic variation was associated with gradients in salinity and temperature. Adaptive landscapes generated using climate projections suggest a larger genomic offset in the southern extent of the P. borealis range, where shrimp had the largest adaptive standing genetic variation. Our genomic results combined with recent observations point to the non-recovery in southern regions and an impending vulnerable status in the regions at higher latitude for P. borealis. They also provide rare insights into the drivers of population structure and climatic vulnerability of a widespread meroplanktonic species, which is crucial to understand future challenges associated with invertebrates essential to ecosystem functioning.

Auteurs: Audrey Bourret, C. Leung, G. N. Puncher, N. Le Corre, D. Deslauriers, K. Skanes, H. Bourdages, M. Cassista-Da Ros, W. Walkusz, N. W. Jeffery, R. R. Stanley, G. J. Parent

Dernière mise à jour: 2024-01-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.29.577252

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.29.577252.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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