Actualité de l'ENS de Lyon

Parmi les espèces d’oiseaux endémiques insulaires des Îles Mascareignes (Réunion, Maurice, Rodrigues), au sud-ouest de l’Océan Indien, figuraient trois espèces de hiboux "géants", une sur chaque île, éteintes il y a quelques siècles à l’instar du dodo de Maurice, à cause des impacts de l’homme. Jusqu’ici énigmatique, leur origine précise a pu être déchiffrée grâce à des fragments d’ADN mitochondrial préservés dans les fossiles de deux de ces espèces. Otus sauzieri (Maurice) et O. murivorus (Rodrigues) sont issus de la colonisation des îles de la région par l’ancêtre direct d’O. sunia, le Petit-duc oriental, qui vit aujourd’hui en Asie du sud-est. Ces colonisations ont été aidées par des évènements cycloniques aux mêmes trajets qu’aujourd’hui, mais plus fréquents et plus puissants, au Pliocène. Sur leur île respective, les trois espèces ont doublé de taille au cours du temps ; ce phénomène de gigantisme fréquent sur les îles a été accompagné par des changements de proportions de différentes parties du corps selon les espèces (crâne, orbites, ailes, pattes…).

La crise de la biodiversité due à l’activité humaine ne date pas d’hier, ni même d’avant-hier. Une grande part a eu lieu depuis des centaines d’années sur les îles à travers le monde. Depuis les temps préhistoriques, dès que des populations humaines se sont établies sur des îles océaniques, elles ont eu un impact assez désastreux sur l’environnement indigène, composé d’une forte proportion d’espèces endémiques. De nombreuses extinctions s’en sont suivies. Une seconde vague de colonisation, par les occidentaux essentiellement à partir du 15e siècle, a produit des effets similaires, accentuant les extinctions d’espèces endémiques insulaires. Les causes ont été répétées maintes fois : altération des habitats (déforestation), chasse à outrance de certaines espèces, introduction d’animaux commensaux ou domestiques (rats, chats, chiens, cochons…) sont les principales. Chez les oiseaux, de nombreuses espèces endémiques avaient évolué sur ces îles depuis des millions d’années sans aucun prédateur mammalien, ni généralement de gros reptiles, évoluant vers un mode de vie terrestre, et même dans de nombreux cas perdant la capacité de voler. Beaucoup ont aussi perdu toute méfiance envers des mammifères prédateurs qu’ils n’ont jamais rencontrés. Aussi, les impacts anthropiques ont eu des conséquences très fortes et rapides, beaucoup d’oiseaux s’éteignant le temps de quelques dizaines ou centaines d’années. Près de la moitié des espèces d’oiseaux ont ainsi disparu sur chacune des îles du Pacifique et des autres océans. Ainsi, on estime à plus de 1500 le nombre d’espèces éteintes sur les îles à cause de l’homme, soit un déclin de près de 15% de la diversité totale des oiseaux (aujourd’hui environ 10 000 espèces).

Au point de vue de l’histoire évolutive, l’étude des témoins de ces espèces éteintes récemment est donc cruciale si l’on veut en avoir une vision non-tronquée. Sur les îles Mascareignes (Réunion, Maurice, Rodrigues), "seule" la vague de colonisation par les occidentaux a eu lieu, et a néanmoins été tout aussi destructrice que deux vagues sur d’autres archipels. Aux côtés du dodo et du solitaire, trois espèces de hiboux énigmatiques, placées jusqu’ici dans le genre exclusif Mascarenotus, y vivaient (une sur chaque île). Ils sont connus par des fossiles (les trois espèces), ainsi que des relations d’anciens voyageurs (Maurice et Rodrigues) et même une description détaillée d’individu naturalisé et un dessin (Maurice). Ces hiboux, géants (Image 1) par rapport aux petits-ducs (Otus) qui semblent leur être apparentés, restaient jusqu’à aujourd’hui énigmatiques, notamment par l’origine de l’espèce (ou les espèces) ancestrale ayant colonisé ces îles à partir d’un continent. Les candidats possibles étaient tout autour de l’Océan Indien.
Une équipe comprenant le laboratoire Paléogénomique et la plateforme nationale de paléogénétique PALGENE (ENS de Lyon), et des chercheurs du Laboratoire de Géologie de Lyon, a entrepris d’étudier l’ADN ancien potentiellement contenu dans les fossiles de ces hiboux, afin de résoudre les questions de leur origine, et par là même de leur remarquable histoire évolutive insulaire.

Cette étude a révélé des fragments de cytochrome b de deux espèces (‘Mascarenotus’ sauzieri de Maurice, et ‘M.’ murivorus de Rodrigues). Ces séquences mitochondriales ont permis de placer ces espèces dans l’arbre phylogénétique des hiboux actuels, de façon très précise. Cette étude révèle que l’espèce ancestrale de ces hiboux (et très probablement aussi de ‘M.’ grucheti de la Réunion, pour laquelle l’ADN n’a pas pu être amplifié) est la lignée d’Otus sunia, le Petit-duc oriental, d’Asie du Sud-Est (Image 1). Les trajets de colonisation par cette espèce des îles Mascareignes ont donc pu être retracés, et sont par ailleurs en accord avec l’origine des hiboux actuels d’îles voisines (Comores, Madagascar, Seychelles) (Image 2).

Cette origine à partir de l’Asie du sud-est (à peu près il y a 3,5 millions d’années), aussi lointaine qu’elle paraisse, est cohérente avec ce que l’on connaît des trajets de cyclones et leur forte fréquence et intensité à cette époque (Pliocène). Ces cyclones, à l’automne, ont pu porter des individus de façon répétée jusque sur ces îles, alors qu’ils étaient en migration depuis l’Asie du sud-est continentale vers l’Indonésie. Ces trajets ressemblent à celui de l’ancêtre du dodo et du solitaire, un pigeon de la même région continentale (mais qui a colonisé les îles Mascareignes beaucoup plus anciennement, vers l’Oligocène).

Les hiboux des Mascareignes peuvent donc être placés dans le genre Otus, les petits-ducs, et au delà de ce constat, l’identification de leur ancêtre permet de comprendre leur trajectoire évolutive sur les îles. De façon parallèle, Otus sauzieri et O. murivorus ont doublé en taille sur leur île respective (comme O. grucheti) (Image 1). Les trois espèces ont connu une légère réduction de la longueur des ailes. Enfin, O. grucheti et O. sauzieri ont connu un allongement relatif des pattes, tandis que O. murivorus a vu ses pattes devenir plus robuste. L’évolution du plumage d’O. sauzieri peut être retracée également. Ces caractéristiques ont des causes adaptatives qui comprennent la taille des proies disponibles par l’absence d’autres rapaces nocturnes (taille), la sédentarité accrue (réduction des ailes), et différentes adaptations à des types de perchoirs différents (pattes). Plus intriguant, les chercheurs ont identifié des indices de réduction de la taille du crâne et des orbites, dont les causes ne sont pas clairement identifiées.

Ainsi, l’ADN ancien, préservé en conditions défavorables (climat tropical humide), sous forme de fragments mitochondriaux, a permis d’éclairer et de préciser considérablement la position phylogénétique de ces hiboux énigmatiques, et par là les conditions de la colonisation par leur ancêtre, et leur évolution insulaire.

Source : Ancient DNA reveals the origins, colonisation histories and evolutionary pathways of two recently extinct species of giant scops owl from Mauritius and Rodrigues Islands (Mascarene Islands, southwestern Indian Ocean). Antoine Louchart, Fabiola Bastian, Marilia Baptista, Perle Guarino-Vignon, Julian P. Hume, Cécile Jacot-des-Combes, Cécile Mourer-Chauvire, Catherine Hänni, Morgane Ollivier. Journal of Biogeography, 2018.