Un bug génétique persistant chez le roi des mers ? Le mystère insoluble de l'ADN du grand requin blanc - Une divergence inexplicable chez le prédateur au sommet qui a survécu à l'ère glaciaire

“L'histoire génétique double” devient encore plus étrange

Il n'y a pas de prédateur marin aussi célèbre que le grand requin blanc, mais son histoire génétique est l'une des énigmes les plus incompréhensibles au monde. Un nouvel article de synthèse publié par IFLScience présente les dernières recherches qui remettent en question les idées reçues de longue date, tout en concluant par les mots des chercheurs : « La conclusion est 'nous ne savons pas' ». Au cœur du problème se trouve l'énigme de l'ADN nucléaire, qui est très similaire d'une région à l'autre, alors que l'ADN mitochondrial (ADNmt) varie considérablement selon les régions, formant ainsi une “histoire double”.  

Goulot d'étranglement causé par l'ère glaciaire, puis trois populations

L'équipe de recherche a utilisé des données à grande échelle, incluant le génome nucléaire et les loci maternels, pour reconstituer la dynamique des populations passées. Les résultats ont montré que vers la fin de la dernière ère glaciaire, il y a environ 10 000 ans, les grands requins blancs se sont réduits à une seule population bien mélangée, presque confinée dans une “enclave marine” du sud de l'Indo-Pacifique, et que la différenciation a repris il y a environ 7 000 ans, menant aux trois populations génétiques actuelles (hémisphère sud, Atlantique Nord, Pacifique Nord). Le nombre total d'individus est d'environ 20 000 dans le monde. Florida Museum

Cette reconstitution est cohérente avec les faits géologiques selon lesquels les glaciers ont emprisonné l'eau de mer, abaissant le niveau de la mer d'environ 40 mètres. On estime que les grands requins blancs se sont ré-étendus lorsque les glaces ont fondu et que les ressources, telles que les phoques, ont été rétablies vers le nord. Florida Museum

Réexamen de l'hypothèse “les femelles retournent à leur lieu de naissance, les mâles migrent” après 20 ans

Une étude classique datant de 2001 a proposé que les femelles retournent presque chaque année au même site de reproduction (philopatrie), ce qui expliquerait la séparation régionale de l'ADNmt, tandis que les mâles, par leurs migrations à grande échelle, homogénéiseraient l'ADN nucléaire. Cependant, cette fois, aucune “trace de retour” n'a été trouvée du côté nucléaire, et même les simulations intégrant la vitesse de différenciation de l'ADNmt n'ont pas pu expliquer l'ampleur des différences observées. En d'autres termes, cette hypothèse seule ne peut pas expliquer le phénomène. Florida Museum

Une sélection “brutalement létale” ? Une impasse persistante

Qu'est-ce qui a pu diviser si fortement l'ADNmt seul ? La dérive génétique, qui se produit souvent dans de petites populations, ne pourrait pas agir sélectivement sur les mitochondries sans affecter le noyau, et est donc écartée. La sélection naturelle reste une hypothèse, mais pour produire une telle différence dans l'ADNmt seul dans une petite population, une sélection “brutalement létale” serait nécessaire, selon l'équipe de recherche. À ce jour, aucune preuve concluante n'a été trouvée, et “la réponse honnête est que nous ne savons pas”—— telle est la conclusion scientifique la plus récente. Florida Museum

Connaissances de base : Quelle est la différence entre l'ADN nucléaire et l'ADNmt ?

L'ADN nucléaire est hérité des deux parents et constitue la majeure partie du “plan de construction” du corps, y compris la morphologie et le comportement. En revanche, l'ADNmt est hérité maternellement chez de nombreux animaux et est étroitement lié au métabolisme énergétique cellulaire. Bien que la possibilité que les variations de l'ADNmt jouent un rôle adaptatif subtil en réponse à des facteurs environnementaux tels que la température de l'eau, le mode de nage et les ressources alimentaires ait été discutée depuis longtemps, la combinaison “nucléaire homogène, mitochondrie extrêmement hétérogène” observée chez le grand requin blanc reste difficile à expliquer. PNAS

Informations primaires de l'étude sur PNAS

L'article de recherche évalué par des pairs est publié dans PNAS, où l'hypothèse de la dispersion biaisée vers les femelles (philopatrie) a été testée directement à l'échelle du génome. De plus, les nouvelles de recherche du Florida Museum of Natural History résument de manière concise le processus de récupération après le goulot d'étranglement de l'ère glaciaire et les points de rejet ou de suspension des idées reçues. Les lecteurs souhaitant en savoir plus devraient consulter les deux sources. PNASFlorida Museum

Pourquoi ce “mystère” est-il important ?

La structure génétique des prédateurs au sommet peut être un indicateur de la stabilité et de la résilience de l'ensemble de l'écosystème. Le fait que la population soit réduite (environ 20 000) montre que les changements climatiques et la réallocation des proies peuvent avoir un impact amplifié. Les résultats de cette étude ont éclairé de manière concrète les directions des futures expériences et observations, telles que le design d'échantillonnage (où, quand, et de quel sexe prélever), l'analyse fonctionnelle des gènes du métabolisme énergétique, et l'estimation des pressions de sélection dans les gradients de température. Florida Museum

Réactions des médias et des réseaux sociaux

Cette “conclusion étrange” s'est rapidement propagée dans les médias. ScienceAlert, Discover, Interesting Engineering, entre autres, ont présenté les points clés, mettant en avant le fait que “les idées reçues ont été réfutées par des tests” et la citation “nous n'avons aucune idée” dans leurs titres. ScienceAlertDiscover MagazineInteresting Engineering

Le Florida Museum of Natural History, à l'origine de la recherche, a posté sur X (anciennement Twitter) : **« Les chercheurs sont perplexes face à la différence étrange entre l'ADN nucléaire et mitochondrial »**. Des annonces similaires ont été diffusées sur Facebook et Threads, suscitant des réactions allant des opinions scientifiques telles que « Cela pourrait réécrire les manuels » et « Il devrait y avoir quelque chose à voir avec plus d'échantillons » à des associations comme « Est-ce lié au réchauffement climatique et à la pression anthropique ? ». X (formerly Twitter)FacebookThreads

D'autre part, l'article original d'IFLScience a clairement organisé l'histoire de la récupération post-glaciaire et la distribution actuelle des trois populations, ainsi que la réévaluation des idées reçues. Dans les commentaires des lecteurs, on a également pu lire des voix louant l'attitude scientifique consistant à admettre honnêtement l'“inconnu”. IFLScience

Prochaines étapes : Hypothèses à vérifier

• Examen de l'hypothèse de sélection environnementale : Réévaluation de la corrélation entre les substitutions non synonymes dans les voies métaboliques impliquant l'ADNmt (complexes I à V) et la température de l'eau, ainsi que le mode de nage, par la génomique des populations. PNAS

• Échantillonnage temporel de la composition par sexe et par âge : Conception d'analyses séparant les adultes des juvéniles pour éliminer les raisons pour lesquelles le retour ne laisse pas de traces du côté nucléaire. Florida Museum

• Expansion des échantillons à grande échelle : Échantillonnage ciblé dans les zones frontalières du Pacifique Nord, de l'Atlantique Nord et de l'hémisphère sud (corridors où le mélange pourrait se produire). Florida Museum

Conclusion──“Nous ne savons pas” est un point de départ

La science offre parfois “nous ne savons pas” comme la réponse la plus fascinante. L'“histoire génétique double” du grand requin blanc est un excellent exemple de vérification des idées reçues qui a conduit à un approfondissement du mystère. La prochaine étape sera probablement de relier les preuves fonctionnelles, environnementales et historiques. Plus le mystère est insoluble, plus la recherche progresse. PNASFlorida Museum