Le serpent brun arboricole est devenu l'un des exemples les plus célèbres d'espèce envahissante au monde - et un casse-tête persistant pour les compagnies d'électricité de Guam, qui doivent faire face à des centaines de pannes de courant liées aux serpents chaque année.

Originaire d'Australie et du Pacifique Sud, le serpent a probablement atteint Guam peu après la Seconde Guerre mondiale, peut-être en se cachant à bord d'avions cargo militaires. Son arrivée a eu des conséquences dévastatrices : les serpents bruns arboricoles ont conduit de nombreux oiseaux forestiers indigènes de Guam à l'extinction locale, et dans certaines parties de ce territoire américain, leur nombre a grimpé jusqu'à 30 000 serpents par mile carré.

L'invasion a longtemps intrigué les biologistes car on pense que la population de Guam n'a commencé qu'avec un petit nombre de serpents. Une population fondatrice aussi limitée crée généralement un goulot d'étranglement génétique sévère, réduisant la capacité d'une espèce à s'adapter. Mais une nouvelle étude menée par l'Université de Buffalo, publiée le 24 juillet dans Science Advances, suggère que les serpents bruns arboricoles possèdent bien plus de variation génétique que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

Des chercheurs de l'UB et de l'U.S. Geological Survey (USGS) ont utilisé un séquençage avancé à longues lectures pour examiner de grandes sections du génome du serpent. Ils ont découvert des milliers de variants structuraux, y compris des segments d'ADN qui avaient été dupliqués, supprimés ou réarrangés. Beaucoup de ces variations étaient concentrées dans des gènes liés à l'immunité et à l'odorat.

« Le serpent brun arboricole n'est peut-être pas extrêmement diversifié, mais il possède des sources importantes de diversité génétique qui ont été sous-estimées », déclare l'auteur correspondant de l'étude, Trevor Krabbenhoft, PhD, professeur associé au Département des sciences biologiques de l'UB.

Cette diversité génétique cachée pourrait aider à expliquer comment une population fondée par seulement une poignée de serpents a survécu à une consanguinité intense, s'est adaptée à Guam et s'est développée de façon spectaculaire. La découverte pourrait être décourageante pour les agences qui ont passé des décennies à tenter de contenir la population de serpents bruns arboricoles de Guam - une plus grande flexibilité génétique pourrait rendre l'espèce envahissante plus résiliente qu'on ne le supposait.

En même temps, les résultats pourraient offrir de l'espoir pour les espèces menacées avec des populations petites ou très consanguines. « Il est possible que les espèces menacées aient plus de flexibilité dans leurs gènes que nous ne le réalisons », déclare le premier auteur Christopher Osborne, PhD, ancien doctorant dans le laboratoire de Krabbenhoft et maintenant biologiste aquatique à SUNY Oswego.

Lorsque l'équipe a analysé des échantillons obtenus de l'équipe d'intervention rapide contre le serpent brun arboricole de l'USGS, ils ont identifié plus de 19 000 variants structuraux dans le génome du serpent brun arboricole. Ces variations n'étaient pas dispersées au hasard - elles apparaissaient particulièrement souvent dans les gènes impliqués dans la fonction immunitaire et l'olfaction, ou l'odorat. Les serpents bruns arboricoles dépendent fortement de l'odorat pour naviguer et chasser, et la diversité inhabituelle de leurs gènes olfactifs pourrait également aider à expliquer un mystère comportemental : les serpents bruns arboricoles sont connus pour manger d'autres serpents dans leur aire de répartition d'origine, mais il y a peu de preuves qu'ils se chassent fréquemment les uns les autres à Guam.

« L'odorat accru des serpents pourrait leur permettre de se reconnaître mutuellement comme quelque chose de plus proche de frères et sœurs - surtout compte tenu des niveaux élevés de consanguinité - plutôt que comme des proies », déclare Levi Gray, PhD, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Krabbenhoft.

Les scientifiques ne savent toujours pas si les variants structuraux étaient déjà présents avant que les serpents n'atteignent Guam ou si certains sont apparus après le début de l'invasion. Déterminer quand ces changements sont apparus nécessitera des comparaisons avec les serpents bruns arboricoles de leur aire de répartition d'origine. Comme le dit Gray, « Est-il possible qu'une partie de cette diversité soit apparue après l'invasion ? Oui, mais nous devrions séquencer les serpents des populations indigènes pour en être sûrs. »