The effects of mutation on phenotypic expression are supposed to be mainly deleterious because mutations disrupt the expression of genes that function relatively well under current environmental conditions. Thus, mutations are assumed to give rise to deviant phenotypes that are generally selected against. Radioactive contamination in the Chernobyl region of Ukraine is associated with a significant increase by a factor two to 10 in mutation rate in microsatellite markers of the barn swallow, Hirundo rustica. Barn swallows from Chernobyl had a temporally constant, elevated frequency of partial albinism compared to the situation before radioactive contamination and compared tobirds from a control area. Albinism disproportionately affected the carotenoid-based plumage of the head, suggesting that carotenoid metabolism is particularly susceptible to the effects of radiation. Individuals with partially albinistic plumage had, on average, lower mean phenotypic values than other birds, and this was particularly the case for males. Furthermore, differences in phenotypic variation, as determined using Levene’s test, were significantly larger in partial albinos compared to nonalbinos in males, but not in females, even though the null expectation would be the opposite due to the lower mean phenotypic values of partial albinos. Although small phenotypes were commonly associated with germline mutations, there was no general decrease in overall body size during the period 1991–2000, implying that small individuals were selected against. Because partial albinism is disfavored by natural selection, the effects of mutations are deleterious, giving rise to a balance between mutation and selection.
Titre de l'article
Albinisme et phénotype chez les hirondelles rustiques (Hirundo rustica) de Tchernobyl.
Albinisme et phénotype chez les hirondelles rustiques (Hirundo rustica) de Tchernobyl.
Introduction à l'article
Les mutations constituent la principale source de variation génétique. La plupart des mutations sont supposées avoir un effet neutre ou légèrement délétère. Cela a été vérifié dans différentes expériences en laboratoire mais l’extrapolation de ces résultats dans les milieux naturels pose question. Des études chez l’hirondelle rustique (Hirundo rustica) ont montré qu’au niveau de site contaminés autour de Tchernobyl, des taux de mutations 2 à 10 fois supérieurs à la normale étaient observés. On remarque également un fort taux d’albinisme partiel dans ces régions, de l’ordre de 13 à 15 %, alors qu’il ne dépasse rarement 1 % dans d’autres populations. Cet albinisme se retrouve principalement au niveau de plumages nécessitant des caroténoïdes. L’objectif de cette étude est de voir si ces mutants ont des traits morphologiques réduits, si la variation de ces traits est différente entre les individus témoins et les mutants albinos, et enfin de regarder l’héritabilité de ces mutations.
Les mutations constituent la principale source de variation génétique. La plupart des mutations sont supposées avoir un effet neutre ou légèrement délétère. Cela a été vérifié dans différentes expériences en laboratoire mais l’extrapolation de ces résultats dans les milieux naturels pose question. Des études chez l’hirondelle rustique (Hirundo rustica) ont montré qu’au niveau de site contaminés autour de Tchernobyl, des taux de mutations 2 à 10 fois supérieurs à la normale étaient observés. On remarque également un fort taux d’albinisme partiel dans ces régions, de l’ordre de 13 à 15 %, alors qu’il ne dépasse rarement 1 % dans d’autres populations. Cet albinisme se retrouve principalement au niveau de plumages nécessitant des caroténoïdes. L’objectif de cette étude est de voir si ces mutants ont des traits morphologiques réduits, si la variation de ces traits est différente entre les individus témoins et les mutants albinos, et enfin de regarder l’héritabilité de ces mutations.
Expériences de l'article
Des hirondelles adultes ont été capturées dans une zone au dehors de la zone d’exclusion de Tchernobyl, cela pour les années 1991, 1996 et 2000. La zone servant de contrôle a été la ville de Kanev, en Ukraine, qui à un taux de contamination très bas.
Quand un adulte capturé avait une ou plusieurs plumes blanches à la place de plumes censées être colorées, il a été noté comme partiellement albinos. Une dizaine de traits morphologiques ont également été mesurés, de manière standardisé.
Des hirondelles adultes ont été capturées dans une zone au dehors de la zone d’exclusion de Tchernobyl, cela pour les années 1991, 1996 et 2000. La zone servant de contrôle a été la ville de Kanev, en Ukraine, qui à un taux de contamination très bas.
Quand un adulte capturé avait une ou plusieurs plumes blanches à la place de plumes censées être colorées, il a été noté comme partiellement albinos. Une dizaine de traits morphologiques ont également été mesurés, de manière standardisé.
Résultats de l'article
Si on regarde le pourcentage d’individus albinos, on remarque que dans la zone contrôle il est très faible, et que pour Tchernobyl, il est faible avant 1986 mais devient significativement plus élevé après. Ce pourcentage varie peu après 1986 dans cette même zone. On note qu’il y avait peu d’individus échantillonnés avant 1986 (voir figure).
Les analyses ont également révélé des différences significatives de l’effet de l’albinisme partiel sur 4 des 10 traits morphologiques étudiés.
Concernant la variance de ces traits, elle a été plus élevée pour 5 traits morphologiques chez les mâles, mais cette tendance n’est pas observée chez les femelles.
On observe aussi une absence de variation dans la taille des individus de la population, ce qui est attendus si les mutants albinos n'augmentent pas en fréquence dans la population. Cela suggère une forte sélection contre les individus albinos.
Si on regarde le pourcentage d’individus albinos, on remarque que dans la zone contrôle il est très faible, et que pour Tchernobyl, il est faible avant 1986 mais devient significativement plus élevé après. Ce pourcentage varie peu après 1986 dans cette même zone. On note qu’il y avait peu d’individus échantillonnés avant 1986 (voir figure).
Les analyses ont également révélé des différences significatives de l’effet de l’albinisme partiel sur 4 des 10 traits morphologiques étudiés.
Concernant la variance de ces traits, elle a été plus élevée pour 5 traits morphologiques chez les mâles, mais cette tendance n’est pas observée chez les femelles.
On observe aussi une absence de variation dans la taille des individus de la population, ce qui est attendus si les mutants albinos n'augmentent pas en fréquence dans la population. Cela suggère une forte sélection contre les individus albinos.
Rigueur de l'article
On peut noter le fait qu'il y a très peu de données sur les oiseaux avant la catastrophe, ce qui rend le résultat de la comparaison avant/après peu rigoureux.
On peut également discuter le fait que les auteurs décident de placer les individus en tant "qu'albinos partiels" dès qu'une plume présente une coloration blanche au lieu de coloré. Ce seuil ne permet peut-être pas de bien différencier les individus mutants des non mutants. Néanmoins, si l'on observe déjà des différences avec cette démarcation, il est fort probable que ces différences ne fassent qu'augmenter si l'on sélectionne plus strictement les individus albinos.
On peut noter le fait qu'il y a très peu de données sur les oiseaux avant la catastrophe, ce qui rend le résultat de la comparaison avant/après peu rigoureux.
On peut également discuter le fait que les auteurs décident de placer les individus en tant "qu'albinos partiels" dès qu'une plume présente une coloration blanche au lieu de coloré. Ce seuil ne permet peut-être pas de bien différencier les individus mutants des non mutants. Néanmoins, si l'on observe déjà des différences avec cette démarcation, il est fort probable que ces différences ne fassent qu'augmenter si l'on sélectionne plus strictement les individus albinos.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article apporte un exemple bien documenté d'effets délétères de faible doses de radioactivité sur une espèce, et cela à plusieurs échelles. En effet, on note que ces effets sont observés au niveau génétique (augmentation du nombres d'albinos) ; au niveau physiologiques (valeurs phénotypiques plus faibles) ; mais également au niveau populationnelle (contre sélection).
Cet article apporte un exemple bien documenté d'effets délétères de faible doses de radioactivité sur une espèce, et cela à plusieurs échelles. En effet, on note que ces effets sont observés au niveau génétique (augmentation du nombres d'albinos) ; au niveau physiologiques (valeurs phénotypiques plus faibles) ; mais également au niveau populationnelle (contre sélection).
Figure
Variation temporelle de la fréquence de l'albinisme partiel à Kanev et Tchernobyl, en Ukraine. Les nombres représentent la taille des échantillons. (Møller & Mousseau, 2001)
Variation temporelle de la fréquence de l'albinisme partiel à Kanev et Tchernobyl, en Ukraine. Les nombres représentent la taille des échantillons. (Møller & Mousseau, 2001)
Dernière modification il y a plus de 5 ans.