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Sur l’origine des espèces : le plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon démêle les mécanismes de la spéciation

mardi, décembre 6th, 2011

Un des grands défis de la biologie est de comprendre comment les espèces évoluent. Aujourd’hui, environ 150 ans après la publication de Darwin « Sur l’Origine des espèces » nous ne comprenons toujours pas vraiment le processus de spéciation. Cela tient en partie au fait que la plupart des études classiques sur la spéciation sont basées sur les espèces qui ont déjà divergé, et par conséquent, nous devons spéculer en arrière dans le temps pour en déduire les causes de la spéciation. En effet, deux des exemples les plus connus de « spéciation sympatrique », les cichlidés du lac Victoria et les Rhinolophes de Wallace, suggèrent que l’écologie sensorielle (comment un animal perçoit et interagit avec son environnement) joue un rôle majeur dans le processus de spéciation, que les populations soient géographiquement isolées ou non. Cependant, dans ces études, les chercheurs n’ont pas pu étudier les facteurs impliqués dans les premières phases du processus de spéciation.

Chauves-souris bourdon, plus petit mammifère au monde; photo prise en Birmanie en 2006 par l’équipe sur le terrain.

«Notre étude est unique dans le sens ou elle capture la spéciation « en action » dans des populations qui sont en train de diverger écologiquement. Ces populations sont celles du plus petit mammifère au monde, la chauve-souris bourdon (Craseonycteris thonglongyai) que l’on trouve uniquement en Thaïlande et en Birmanie. Ces populations représentent une expérience naturelle unique qui permet de « capturer » les processus évolutif a une échelle de temps permettant d’identifier la nature de ces processus qui entraînent la spéciation dans la nature » explique le Dr Emma Teeling qui a dirigé l’équipe de recherche au cours de cette étude.

En étudiant les processus du début de la spéciation à différentes échelles de temps évolutives, cette étude montre que dans le cas de cette espèce, un flux de gènes limité, résultant de la distance géographique, est nécessaire pour promouvoir la spéciation écologique sensorielle.

« Pour ce faire, nous avons examiné la structure spatiale, la structure génétique et les traits écologiques sensoriels entre et au sein des deux seules populations connues du plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon (Craseonycteris thonglongyai). Nous avons généré et recueilli un large jeu de données moléculaires, écologiques et acoustiques et montrons que la distance géographique joue un rôle essentiel dans la limitation des flux de gènes plutôt que la divergence d’écholocation. Nos résultats appuient l’idée que l’écologie sensorielle agit comme un mécanisme de renforcement dans le processus de spéciation plutôt que d’être le principal moteur comme cela était précédemment supposé dans d’autres études empiriques bien documentées. Nos résultats posent la question de savoir si la spéciation sympatrique se produit réellement, ou si un certain niveau d’isolement géographique et donc de flux de gènes restreint est toujours nécessaire afin d’engager le processus de spéciation », explique le Dr Sébastien Puechmaille, auteur principal de cette étude.

Une autre conclusion intéressante de cette étude est l’identification d’un gène de « l’écholocation » (RBP-J) qui montre des signes de sélection divergente correspondant à la divergence d’écholocation présente au sein la population thaïlandaise. C’est la première association identifiée de ce gène avec des capacités d’écholocation. Ce gène est impliqué dans la formation des cellules ciliées de la cochlée (organe récepteur des sons dans l’oreille interne). Comme les chauves-souris utilisent les fréquences les plus élevées (supérieures à 200 kHz) de tous les mammifères, leur système auditif, en particulier les cellules ciliées de l’organe de Corti où le son est reçu et amplifié, a besoin d’adaptations particulières.

«Nous montrons également que la compétition interspécifique avec une autre espèce de chauve-souris, Myotis siligorensis, est surement la cause de l’adaptation locale sensorielle, par opposition à la dérive aléatoire ou les facteurs abiotiques comme la température et l’humidité», explique le Dr Sébastien Puechmaille.

Du point de vue de la conservation, cette étude est la première à étudier la structure de population et l’histoire évolutive du plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon, Craseonycteris thonglongyai. « Cette espèce de chauve-souris charismatique est rare et menacée, limitée à une région de 2000 km2 à la région frontalière entre la Thaïlande et la Birmane et est considéré comme l’une des dix espèces évolutivement distinctes et globalement menacées (Evolutionary Distinct and Globally Endangered, EDGE, species)« , souligne le Dr Emma Teeling.

Les analyses phylogénétiques de marqueurs transmis par la lignée maternelle, paternelle, ou héritée par les deux parents ainsi que les données écologiques démontrent la présence de deux espèces de chauve-souris bourdon, une en Thaïlande et une en Birmanie, qui se sont séparées il y a environ 0,4 millions d’années. Les capacités de dispersion limitées des individus combinées à une aire de répartition très limitée (moins de 2000 km2) suggèrent que les deux espèces sont menacées et nécessitent des plans de gestion et de conservation distincts.

Ce papier est publié le 6 Décembre 2011 est disponible de manière gratuite dans la revue Nature Communications (http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n12/pdf/ncomms1582.pdf). La reference de cet article est :

Puechmaille, S.J., Ar Gouilh, M., Piyapan, P., Yokubol, M., Khin Mie Mie, Bates, P.J.J., Satasook, C., Tin Nwe, Si Si Hla Bu, Mackie, I.J., Petit E.J., and Teeling E.C. (2011). The evolution of sensory divergence in the context of limited gene flow in the bumblebee bat. Nature Communications 2, 573, DOI: 10.1038/ncomms1582. [L’évolution de la divergence sensorielle dans un contexte de flux de gènes limités chez la chauve-souris bourdon].

Ce travail représente un projet irlandais, financé par la SFI, une fondation Irlandaise pour la Science et décerné au Dr. Emma Teeling. Ce projet a été mené en collaboration entre des chercheurs en France, en Thaïlande, en Birmanie, au Royaume-Uni et en Irlande afin d’aborder une question fondamentale en biologie avec des implications pour la conservation.

Séb.

Des chiroptères et des Hommes – L’exploitation des déjections de chiroptères

lundi, mars 16th, 2009

Thèmes – Des chiroptères et des Hommes

Ce sujet sur l’exploitation des fèces de chiroptères est le premier post du thème « Des chiroptères et des Hommes ». Cette série, proposée sur un thème volontairement très ouvert, est destinée à accueillir tous les sujets traitant de situations de rencontre entre les humains et les chauves-souris. Toute contribution sera la bienvenue, qu’elle soit écrite ou en images. Pour publier sur un thème, les recommandations sont les suivantes: le titre de l’article commence par le titre de la série (ici: Des chiroptères et des Hommes -) et le thème est également mentionné dans les catégories (pour faciliter les recherches). Il est aussi possible de participer à ce thème en rédigeant un commentaire.

Thème – L’exploitation des déjections de chiroptères

Les grandes colonies de chiroptères sont sources de production importante de déjections. Le sol de certaines cavernes est recouvert d’une couche de plusieurs dizaines de centimètres de fèces. C’est le cas en Thaïlande, où a été tourné ce film (Caverne à (Tadarida plicata, en Ratchaburi – voir ci-dessous). Le guano recouvrant le sol de caverne abritant d’énormes colonies de certaines espèces (Tadarida plicata ou Taphozous par exemple en Thaïlande) est exploité pour ses valeurs fertilisantes. Constituant un engrais puissant, car elles recèlent une forte teneur en azote sous diverse formes (ammoniaques, nitrites, nitrates), les déjections de chauves-souris sont souvent récoltées puis conditionnées avant d’être vendues en gros ou au détail pour la fertilisation de cultures maraîchères ou ornementales. Un autre avantage de cet engrais naturel est qu’il contient de nombreuses bactéries provenant pour partie de l’intestin des chauves-souris et dont l’une des propriétés remarquables est de produire une enzyme ayant la capacité de dégrader la chitine, constituant élémentaire du squelette externe des insectes. Ces chitinases confèrent au guano des propriétés insecticides et nématicides naturelles intéressantes pour les exploitants agricoles. L’exploitation de cet engrais naturel est fonction de la taille de la colonie et de l’accessibilité de la grotte; certains sites produisent toute l’année et sont exploités de façon quasi industrielle en employant plusieurs dizaines de personnes (la grotte à Tadarida plicata de Ratchaburi en est un exemple en Thaïlande). D’autres sites, même plus modestes, représentent une part importante des revenus de certains villages qui les exploitent et ils deviennent donc l’objet de titres d’exploitations accordés aux villageois par le gouvernement. La responsabilité de ces sites est donc confiées aux villageois qui en gèrent les droits d’accès et le développement éventuel. La récolte des fèces est peu ou pas mécanisée, et l’équipement est plutôt rudimentaire. Les conditions de travail dans l’atmosphère étouffante et chargée de vapeur d’ammoniac sont particulièrement pénibles.

Géo-localisation de la caverne de Ratchaburi en Thaïlande, colonisée par des Tadarida plicata (et quelques Taphozous)


Pour l’équipe de maintient du chiroblog,
Merry

Soutenance de thèse sur les Relations Ecologiques Virus / Chiroptères et les processus d’émergence.

mercredi, décembre 10th, 2008

L’épidémie de syndrome respiratoire atypique sévère (SRAS) de 2002 – 2003 qui, à partir du Guandong en Chine, se propage jusqu’en Afrique du Sud ou au Canada, est le premier phénomène d’émergence du XXIème siècle. A l’origine de cette épidémie, un Coronavirus dont l’écologie implique les chiroptères. La diversité spécifique de ces animaux en Asie du Sud-Est est l’une des plus forte au monde. Dans l’optique de mieux comprendre l’écologie des Coronavirus en milieu sauvage et de déterminer si des virus proches de celui du SRAS circulent en Thaïlande, ces virus sont recherchés chez les chiroptères. Plus de 2000 prélèvements sont analysés (concernant 9 espèces réparties dans 4 familles de Carnivora et 27 espèces réparties dans 8 familles de Chiroptera). D’autres virus sont également recherchés et des cultures de cellules de chiroptères sont réalisées pour les tentatives d’isolement.
Cette étude révèle deux Coronavirus nouveaux, mis en évidence par biologie moléculaire (amorces originales) dont l’un est le groupe frêre du clade portant le Coronavirus responsable du SRAS. L’existence de ce virus en Asie du Sud-Est autorise quelques hypothèses sur l’origine du SRAS en Chine. En outre, plusieurs prélèvements provoquent des effets cytopathiques sur cultures cellulaires originales et l’un d’entre eux montre des particules sphériques de taille et d’aspect compatibles avec une morphologie virale.
Les phénomènes d’émergence sont au coeur de l’actualité sanitaire de ces 30 dernières années et les chiroptères hébergent de nombreux virus (rage, Ebola, Nipah, SRAS). La connaissance de l’écologie et de la génétique des virus et de leurs hôtes sauvages est une priorité dans la lutte contre l’apparition et pour le contrôle de la dispersion des maladies.

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Protégé : RELATIONS ECOLOGIQUES VIRUS / CHIROPTERES

mardi, novembre 11th, 2008

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Hipposideros turpis Bangs, 1901

vendredi, mai 16th, 2008

La taxonomie de Hipposideros turpis n’est pas claire entre les populations allopatriques du Japon (H. turpis turpis), du Vietnam (H. turpis alogensis) et de la péninsule de Thailande (H. turpis pendleburyi).

Dans son nouveau livre, Charles Francis (Mammals of Thailand and South-East Asia; Francis, 2008) mentionne l’espèce à Taiwan mais ceci est une erreur (C. Francis, com. pers.).