Les chauves-souris représentent plus d’un cinquième de toutes les espèces de mammifères vivantes, mais le lieu et le moment où elles ont pris leur envol pour la première fois font l’objet de débats depuis des décennies. Une analyse de 103 génomes de chauves-souris indique que le continent européen est le lieu de naissance des seuls mammifères capables de voler propulsé, renversant les théories antérieures qui favorisaient l’Afrique, l’Asie ou l’Amérique du Nord. Les résultats proviennent du consortium Bat1K, un effort international visant à séquencer les génomes de toutes les espèces de chauves-souris vivantes.
« Les chauves-souris nous surprennent constamment », a déclaré le professeur Sonja Vernes, directrice du Bat1K et chercheuse à l’Université de St Andrews.
« Ils constituent l’une des plus grandes expériences de l’évolution. Cette extraordinaire ressource génomique nous permet enfin de comprendre comment leur remarquable biologie a évolué. »
« Les chauves-souris dominent le ciel nocturne depuis environ 65 millions d’années, mais il est plus difficile de déterminer où elles ont pris leur envol pour la première fois », a déclaré Suzanne Hand, professeur à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud.
« Les progrès du séquençage du génome et de l’informatique nous ont désormais permis de comparer et de combiner les données de l’ADN des chauves-souris vivantes avec les archives fossiles d’une manière qui n’était pas possible auparavant. »
« Cela nous a donné une image beaucoup plus claire de l’arbre généalogique des premières chauves-souris – et indique que l’Europe est le lieu où les chauves-souris ont pris leur envol pour la première fois. »
Dans la première phase du projet Bat1K, les chercheurs ont analysé des assemblages génomiques de haute qualité au niveau des chromosomes de 103 espèces, dont 42 nouvellement produites.
Ils ont combiné ces données génétiques avec un ensemble de données de 699 caractères anatomiques issus de 65 espèces, dont 44 espèces fossiles antérieures à la période Quaternaire.
À l’aide de modèles statistiques tenant compte de l’âge des fossiles, les scientifiques ont conclu que l’ancêtre de toutes les chauves-souris vivait en Europe à la fin du Paléocène.
L’analyse a attribué une probabilité de 99,2 % à une origine européenne et a rejeté les propositions antérieures qui plaçaient les origines des chauves-souris en Afrique, en Asie ou en Amérique du Nord.
Les principales lignées de chauves-souris semblent s’être diversifiées dans une fenêtre étroite au début de l’Éocène, il y a environ 56 millions d’années.
Cette période a coïncidé avec le maximum thermique Paléocène-Éocène, un épisode brutal de réchauffement climatique.
« L’approche que nous avons utilisée pour modéliser ensemble l’évolution des espèces fossiles et vivantes peut faire ce que d’autres méthodes ne peuvent pas faire : identifier le groupe de chauves-souris fossiles le plus ancien tout en prenant en compte les données génomiques, et découvrir quand et où les chauves-souris sont originaires », a déclaré le professeur Liliana Dávalos, chercheuse à l’Université de Stony Brook.
L’équipe Bat1K a également abordé l’une des questions les plus persistantes dans le domaine : si la capacité d’écholocalisation, à l’aide des sons produits dans le larynx, a évolué avant ou après la diversification des chauves-souris.
Les auteurs ont placé une espèce fossile appelée Vielasia dans la branche la plus ancienne de l’arbre généalogique des chauves-souris. Cela indique que l’écholocation laryngée est antérieure à la diversification des chauves-souris modernes, ce qui suggère un lien étroit entre le vol et l’écholocation chez les premières chauves-souris.
« Pendant des décennies, la question s’est posée de savoir ce qui arrivait en premier chez les chauves-souris : le vol ou l’écholocation – et cela est dû au fait que les chauves-souris ne peuvent pas voler la nuit sans un changement de perception leur permettant de voler dans l’obscurité », a déclaré le professeur Dávalos.
« Notre analyse montre que la branche la plus ancienne des chauves-souris possédait déjà des espèces qui écholaient sans ambiguïté. »
« Par conséquent, sur la base de l’arbre contenant ces fossiles, l’écholocation des chauves-souris a évolué peu de temps après le vol des mammifères. »
Les données génomiques analysées par les chercheurs ont également permis de réorganiser l’arbre généalogique des chauves-souris.
Ils placent une famille connue sous le nom de Myzopodidae, trouvée à Madagascar, à la première branche de la superfamille des Vespertilionoidea.
Ils identifient également deux autres superfamilles, Emballonuroidea et Vespertilionoidea, comme groupes frères.
« C’est extraordinaire, après des décennies de recherche et de résultats contradictoires, nous disposons enfin d’un arbre phylogénétique robuste que nous pouvons maintenant utiliser pour bien comprendre comment les traits uniques des chauves-souris ont évolué », a déclaré le professeur Emma Teeling, chercheuse à l’University College de Dublin et co-directrice fondatrice du consortium Bat1K.
« Nous disposons également des génomes nécessaires pour découvrir les bases moléculaires de ces adaptations spectaculaires et savoir où se trouvent les chauves-souris fossiles dans cet arbre. »
D’autres résultats de l’équipe Bat1K concernent les endroits où les chauves-souris ont traversé les océans.
L’analyse privilégie une route de l’Europe vers l’Amérique du Nord à travers l’Atlantique Nord il y a environ 54 millions d’années pour un groupe majeur, la superfamille Noctilionoidea, plutôt qu’un passage via la région de Béring.
Il a également rejeté l’idée selon laquelle les chauves-souris auraient atteint l’Amérique du Sud en sautant d’île en île depuis l’Afrique.
« Au lieu de cela, le moment et l’itinéraire des noctilionoïdes atteignant les Amériques coïncident avec l’expansion des tropiques dans les latitudes moyennes des Amériques et de l’Europe et avec le début du soulèvement des îles de l’isthme de Panama, fournissant un habitat et une route nord-américaine pour ce rayonnement de chauves-souris », ont déclaré les scientifiques.
Les résultats paraissent aujourd’hui dans la revue Nature.
