Theory predicts that range expansion results in genetic diversity loss in colonizing populations. Rapid reduction of population size exacerbates negative effects of genetic drift, while sustained isolation decreases neutral variation. Amid this demographic change, natural selection can act to maintain functional diversity. Thus, characterizing neutral and functional variation is critical for disentangling the evolutionary forces that shape genetic variation in newly established populations. Coyotes (Canis latrans) provide an ideal study system for examining the genetic effects of urban colonization. Capable of thriving in environments ranging from natural to highly urbanized, this mobile carnivore recently established a breeding population in New York City (NYC), one of the most densely populated areas in the USA. In the present study, we characterized neutral and functionally linked genetic diversity on a regional scale, traversing NYC and its surrounding counties in the New York metropolitan area. We report decreased variation and significant genotypic differentiation in NYC coyotes following recent colonization of this super-urban environment. In accordance with our hypotheses, we observed evidence for a recent population bottleneck as coyotes entered NYC. Counter to our expectations, we found only minimal support for selection maintaining diversity at immune-linked loci. These findings suggested that stochastic processes, such as genetic drift, more likely drove patterns of decreased variation in super-urban coyotes. This work not only improves our understanding of NYC’s newest inhabitants, but also contributes to the growing body of knowledge surrounding urban colonization ecology. It highlights the importance of examining both neutral and functional variation when assessing the roles of drift and selection in newly established populations. When combined with similar studies across diverse systems, these insights can aid wildlife management and green design to better facilitate gene flow and maintain healthy populations of wildlife in an increasingly urban world.
Titre de l'article
Génétique de la colonisation urbaine: variation neutre et adaptative chez les coyotes (Canis latrans) habitant la région métropolitaine de New York.
Génétique de la colonisation urbaine: variation neutre et adaptative chez les coyotes (Canis latrans) habitant la région métropolitaine de New York.
Introduction à l'article
Avec l'augmentation de l'habitat urbain, de plus en plus d'espèces sauvages "s'installent en ville". La plupart d'entre elles s'y adaptent bien, mais la ville présente d'autres dangers que ceux des zones rurales. Des études génétiques permettent de savoir comment ces animaux se sont adaptés à l'environnement urbain, s'ils présentent des différences génétiques avec les communautés rurales, et quels sont les mécanismes à l'origine de ses différences s'il y en a.
Avec l'augmentation de l'habitat urbain, de plus en plus d'espèces sauvages "s'installent en ville". La plupart d'entre elles s'y adaptent bien, mais la ville présente d'autres dangers que ceux des zones rurales. Des études génétiques permettent de savoir comment ces animaux se sont adaptés à l'environnement urbain, s'ils présentent des différences génétiques avec les communautés rurales, et quels sont les mécanismes à l'origine de ses différences s'il y en a.
Expériences de l'article
L'expérience se base sur l'analyse génétique de neuf marqueurs microsatellites neutres du génome et sur 14 marqueurs microsatellites liés aux gènes fonctionnels du CMH des communautés de coyotes New-yorkaise et non New-yorkaise, afin de connaitre l'effet de la dérive génétique, du goulot d'étranglement et de la sélection d'équilibre sur la variation immunogénétique des coyotes New-yorkais.
400 échantillons ont été prélevés. 146 de coyote non New-yorkais (New Jersey et Connecticut) et 255 de coyote New-yorkais. Des PCR ont été réalisé sur l'ADN prélevé pour en extraire le génotype des microsatellites neutres et liés au CMH et identifier avec des électrophénogrammes. Deux sous groupes génétiques ont été obtenus dans la région de New York avec le logiciel STRUCTURE. Des analyses statistiques ont été réalisé pour estimer les déséquilibres de liaisons entre les loci, les écarts à l'équilibre d'Hardy-Weinberg, la proportion d'hétérozygotie et d'homozygotie et la taille effective des populations.
L'expérience se base sur l'analyse génétique de neuf marqueurs microsatellites neutres du génome et sur 14 marqueurs microsatellites liés aux gènes fonctionnels du CMH des communautés de coyotes New-yorkaise et non New-yorkaise, afin de connaitre l'effet de la dérive génétique, du goulot d'étranglement et de la sélection d'équilibre sur la variation immunogénétique des coyotes New-yorkais.
400 échantillons ont été prélevés. 146 de coyote non New-yorkais (New Jersey et Connecticut) et 255 de coyote New-yorkais. Des PCR ont été réalisé sur l'ADN prélevé pour en extraire le génotype des microsatellites neutres et liés au CMH et identifier avec des électrophénogrammes. Deux sous groupes génétiques ont été obtenus dans la région de New York avec le logiciel STRUCTURE. Des analyses statistiques ont été réalisé pour estimer les déséquilibres de liaisons entre les loci, les écarts à l'équilibre d'Hardy-Weinberg, la proportion d'hétérozygotie et d'homozygotie et la taille effective des populations.
Résultats de l'article
-La dérive génétique a entraîné une baisse de diversité génétique chez les coyotes New-yorkais pour les microsatellites étudiés, donc une baisse de la variation immunogénétique.
-La faible diversité allélique et les taux de consanguinité indiquent que la population urbaine à subit un goulot d'étranglement récent, réduisant encore plus la diversité allélique.
-Il y a probablement de la sélection d'équilibre, indiquant un maintien de la diversité dans la population.
-La colonisation de New York par la population de coyote est peut-être trop récente pour affirmer qu'il y a de la sélection.
-La pression sélective de la ville sur cette population est peut être encore relativement faible.
-Il est possible que la petite taille de la population de coyotes urbain fasse de la dérive une force évolutive plus efficace que la sélection.
-Un flux génétique restreint semble être maintenu avec les coyotes non New-yorkais.
-La dérive génétique a entraîné une baisse de diversité génétique chez les coyotes New-yorkais pour les microsatellites étudiés, donc une baisse de la variation immunogénétique.
-La faible diversité allélique et les taux de consanguinité indiquent que la population urbaine à subit un goulot d'étranglement récent, réduisant encore plus la diversité allélique.
-Il y a probablement de la sélection d'équilibre, indiquant un maintien de la diversité dans la population.
-La colonisation de New York par la population de coyote est peut-être trop récente pour affirmer qu'il y a de la sélection.
-La pression sélective de la ville sur cette population est peut être encore relativement faible.
-Il est possible que la petite taille de la population de coyotes urbain fasse de la dérive une force évolutive plus efficace que la sélection.
-Un flux génétique restreint semble être maintenu avec les coyotes non New-yorkais.
Rigueur de l'article
Des échantillons ont été prélevé sur des coyotes morts par accidents de la route leur origine New-yorkaise ou non New-yorakise n'est pas précisé, ce qui pourrait modifier les résultats sur le génome.
Sur les 400 échantillons seul 105 ont été gardé pour l'analyse, 21 New-yorkais et 84 non New-yorkais, les différences entre les deux populations ne sont peut être pas représentatives et il y a un déséquilibre d'effectif qui pourrait impacter les résultats.
Aucune carte pour préciser les zones d’échantillonnage et le nom précis des localités, impossible de savoir s'ils ont tous été prélevé dans un même secteur, ou si l’échantillonnage a été bien répartie sur la zone, cela peut impacter les résultats si les animaux viennent des mêmes groupes, leurs génomes seront proches.
Les génotypes ont été déterminé visuellement sur les électrophénogrammes, erreur humaine possible.
P-value prise à 10% au lieu de 5% ou de 1%, les résultats sont ils vraiment significatifs.
Des échantillons ont été prélevé sur des coyotes morts par accidents de la route leur origine New-yorkaise ou non New-yorakise n'est pas précisé, ce qui pourrait modifier les résultats sur le génome.
Sur les 400 échantillons seul 105 ont été gardé pour l'analyse, 21 New-yorkais et 84 non New-yorkais, les différences entre les deux populations ne sont peut être pas représentatives et il y a un déséquilibre d'effectif qui pourrait impacter les résultats.
Aucune carte pour préciser les zones d’échantillonnage et le nom précis des localités, impossible de savoir s'ils ont tous été prélevé dans un même secteur, ou si l’échantillonnage a été bien répartie sur la zone, cela peut impacter les résultats si les animaux viennent des mêmes groupes, leurs génomes seront proches.
Les génotypes ont été déterminé visuellement sur les électrophénogrammes, erreur humaine possible.
P-value prise à 10% au lieu de 5% ou de 1%, les résultats sont ils vraiment significatifs.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article montre que la dérive génétique à un gros impact sur la diversité génétique des petites populations urbaines, quand le flux génétique avec les populations rurales est faible et peut les rendre plus sensibles aux maladies. Entraînant malgré tous de la diversité et pouvant peut être aboutir sur le long terme à une sous espèce ou à une nouvelle espèce. Les processus entraînant de la diversité sur les populations récemment arrivées en ville ne se voient pas forcément encore.
Il nous interpelle sur quelles sont les pressions sélectives qui agissent en ville, sont elles nouvelles ou connues depuis longtemps? Si elles sont bien connues et comprises? Quelles sont leurs impacts? Certaines espèces résistent elle mieux que d’autre à ces pressions?
Est ce que de la diversité peut se voir aussi sur le phénotype?
Il amène aussi une idée sur la conservation de ces animaux en milieu urbain, qu'est ce que l'Homme pourrait faire pour anticiper les problèmes rencontrer par ces espèces?
Cet article montre que la dérive génétique à un gros impact sur la diversité génétique des petites populations urbaines, quand le flux génétique avec les populations rurales est faible et peut les rendre plus sensibles aux maladies. Entraînant malgré tous de la diversité et pouvant peut être aboutir sur le long terme à une sous espèce ou à une nouvelle espèce. Les processus entraînant de la diversité sur les populations récemment arrivées en ville ne se voient pas forcément encore.
Il nous interpelle sur quelles sont les pressions sélectives qui agissent en ville, sont elles nouvelles ou connues depuis longtemps? Si elles sont bien connues et comprises? Quelles sont leurs impacts? Certaines espèces résistent elle mieux que d’autre à ces pressions?
Est ce que de la diversité peut se voir aussi sur le phénotype?
Il amène aussi une idée sur la conservation de ces animaux en milieu urbain, qu'est ce que l'Homme pourrait faire pour anticiper les problèmes rencontrer par ces espèces?
Dernière modification il y a plus de 6 ans.