Les chauves-souris ne viennent ni d’Asie ni d’Afrique : une vaste étude génétique les fait naître en Europe il y a 65 millions d’années

Une vaste collaboration scientifique internationale affirme que l’histoire des chauves-souris aurait commencé en Europe, à la fin du Paléocène, bien avant leur conquête des autres continents.

Une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Nature rebat les cartes sur l’origine des chauves-souris, rapporte le communiqué du consortium de recherche international Bat1K. En combinant génomes modernes et fossiles anciens, des chercheurs estiment désormais que ces mammifères volants seraient apparus en Europe il y a environ 65 à 60 millions d’années, avant de se disperser vers l’Afrique puis le reste du globe.

Une origine européenne qui bouscule des décennies de débats

Pendant des décennies, les spécialistes ont tenté de localiser le berceau des chauves-souris. L’Afrique, l’Asie ou encore l’Amérique du Nord ont tour à tour été proposées. Cette nouvelle étude, qui s’appuie sur des données génétiques et paléontologiques sans précédent, fait pencher la balance vers l’Europe.

Les auteurs concluent que les premières chauves-souris ont émergé en Europe à la fin du Paléocène, avant de migrer vers l’Afrique puis d’autres continents.

Pour parvenir à ce résultat, 137 chercheurs issus de 64 pays ont uni leurs forces dans le cadre du consortium Bat1K, un projet international dédié au séquençage du génome de toutes les espèces de chauves-souris vivantes. Ce travail colossal a permis de reconstituer, avec une finesse inédite, l’arbre généalogique de ces mammifères singuliers.

Un nouvel arbre généalogique des chauves-souris

L’étude repose sur l’analyse de 103 génomes de chauves-souris, dont 42 nouveaux assemblages à l’échelle du chromosome. Ces données couvrent les 21 familles actuellement reconnues chez ces animaux. Les chercheurs y ont ajouté des informations tirées de 44 fossiles de chauves-souris.

Ce croisement de données a permis de :

• reconstituer un arbre évolutif robuste pour toutes les familles de chauves-souris vivantes ;
• situer précisément plusieurs fossiles clés dans cet arbre ;
• proposer un scénario cohérent d’apparition et de dispersion mondiale du groupe.

Selon ce scénario, les premières lignées auraient évolué en Europe, puis certaines populations se seraient implantées en Afrique. À partir de là, des groupes distincts auraient gagné les Amériques, l’Asie et l’Australie, donnant naissance aux grandes lignées que l’on connaît aujourd’hui.

La professeure Emma Teeling, de l’université de Dublin (UCD) et codirectrice fondatrice de Bat1K, citée dans le communiqué, salue un tournant :

« C’est extraordinaire, après des décennies de recherches et de résultats contradictoires, nous avons enfin un arbre phylogénétique robuste qui nous permet de comprendre correctement comment et où les traits uniques des chauves-souris ont évolué. »

Des mammifères hors normes, résistants et longévifs

Les chauves-souris occupent une place à part parmi les mammifères. Elles sont les seules capables de vol battu soutenu. La plupart des espèces se déplacent et chassent la nuit grâce à l’écholocation, en émettant des sons et en analysant leur écho pour percevoir leur environnement.

Elles représentent environ un cinquième de toutes les espèces de mammifères vivants. Leur rôle écologique est majeur : pollinisation, dispersion de graines, régulation des populations d’insectes, notamment les moustiques et divers ravageurs agricoles.

Beaucoup d’espèces présentent aussi des caractéristiques rares chez des animaux de cette taille :

• une longévité nettement supérieure à celle d’autres petits mammifères ;
• une résistance inhabituelle à de nombreuses maladies ;
• un système immunitaire adapté à une vie longue, en colonies souvent denses.

Malgré cet intérêt scientifique, des questions fondamentales restaient ouvertes sur leur origine, la succession des lignées et l’apparition de leurs capacités les plus remarquables.

Le vol et l’écholocation sont apparus très tôt

L’étude publiée dans Nature précise aussi le moment d’émergence des deux traits emblématiques des chauves-souris : le vol battu et l’écholocation. En examinant le fossile Vielasia, placé sur la branche la plus ancienne de l’arbre des chauves-souris, les chercheurs concluent que l’écholocation était déjà présente tout près du début de l’histoire du groupe.

Les nouvelles données indiquent que le vol battu et l’écholocation existaient déjà avant la grande diversification des familles de chauves-souris modernes.

La professeure Emma Teeling souligne que, si les chauves-souris sont les seuls mammifères à avoir développé un véritable vol alimenté par la musculature, les résultats de l’étude désignent l’Europe comme le lieu le plus probable de l’apparition de cette capacité chez les mammifères.

Ces aptitudes précoces auraient offert aux premières chauves-souris un avantage décisif : accès à la nuit, nouveaux types de proies, échappatoire aux prédateurs. De quoi expliquer leur succès évolutif et leur diversification rapide par la suite.

Un ancêtre commun virtuel reconstitué

Au-delà de la cartographie des lignées, les chercheurs sont allés jusqu’à reconstituer, par calcul, le génome de l’ancêtre commun de toutes les chauves-souris actuelles. Ce génome « virtuel » offre un instantané génétique de l’un des premiers mammifères volants.

Le professeur Michael Hiller, de l’institut de recherche Senckenberg à Francfort, résume la démarche :

« Nous avons combiné des technologies de séquençage de l’ADN à la pointe et des méthodes computationnelles pour générer et comparer ces génomes et identifier les gènes qu’ils contiennent. »

Ce jeu de données ouvre la voie à de nombreux travaux sur :

• les gènes impliqués dans le vol et la structure particulière des ailes ;
• les mécanismes de l’écholocation et de l’audition fine ;
• la longévité exceptionnelle de certaines espèces ;
• la résistance aux agents infectieux.

À terme, ces recherches pourraient éclairer des questions qui intéressent directement la médecine humaine, par exemple le vieillissement, l’immunité ou la résistance à certaines maladies.

Le chromosome X, clé d’un vieux casse-tête

Reconstituer l’arbre des chauves-souris n’a pas été simple. Différentes parties de leur génome donnent parfois des signaux contradictoires sur les liens de parenté entre familles. Les auteurs attribuent cela, notamment, à des échanges de gènes entre lignées anciennes.

Dans ce contexte, un résultat se détache : une portion du chromosome X conserve un signal particulièrement clair des relations évolutives entre groupes. Cette signature a permis de trancher plusieurs débats qui opposaient les spécialistes depuis des années.

Le chromosome X a fourni un fil conducteur stable pour reconstruire des branches de l’arbre évolutif restées controversées pendant des décennies.

Une collecte d’échantillons à l’échelle du globe

L’étude est présentée comme la plus vaste jamais réalisée combinant génomes et fossiles de chauves-souris. Elle repose sur des échantillons accumulés pendant des décennies, y compris chez des espèces rares vivant dans des zones reculées, de la Nouvelle-Zélande à Madagascar.

La professeure Emma Teeling insiste sur ce travail de longue haleine :

Ce jeu de données représente des décennies de travail sur le terrain, avec des chercheurs collectant des échantillons dans certains des endroits les plus isolés du globe.

Le consortium Bat1K a joué un rôle central pour réunir ces échantillons, coordonner les équipes et mutualiser les moyens de séquençage et d’analyse. Le projet est soutenu notamment par le Conseil européen de la recherche, Science Foundation Ireland et l’Irish Research Council, aux côtés de partenaires internationaux.

Pourquoi cette étude intéresse aussi la santé humaine

Les chauves-souris attirent l’attention non seulement pour leur écologie, mais aussi pour leur biologie particulière face aux virus. De nombreuses espèces hébergent en effet des agents infectieux sans développer de symptômes sévères, ce qui intrigue les spécialistes des maladies émergentes.

Le jeu de données mis à disposition par Bat1K permet maintenant d’examiner à grande échelle :

• les variations génétiques associées à la réponse immunitaire ;
• les mécanismes de réparation de l’ADN ;
• les voies biologiques liées au stress cellulaire généré par le vol.

Ces pistes pourraient alimenter, à terme, des travaux sur la prévention des zoonoses et sur de nouvelles approches en immunologie.

Ce que cette découverte change pour la France et l’Europe

Pour un lecteur français, l’hypothèse d’une origine européenne des chauves-souris donne une dimension nouvelle à la faune locale. La France métropolitaine abrite plusieurs dizaines d’espèces, toutes protégées, qui sont les héritières de cette histoire évolutive remontant à plus de 60 millions d’années.

La mise en avant d’un berceau européen renforce aussi l’intérêt de la recherche et de la protection des chauves-souris sur le continent. Les associations naturalistes françaises, les réseaux de chauves-souris et les programmes de suivi peuvent s’appuyer sur ces résultats pour valoriser l’importance de ces animaux, souvent victimes de préjugés.

Sur le plan scientifique, les laboratoires français spécialisés en écologie, génomique ou santé publique disposent désormais d’une base de données mondiale pour comparer les espèces présentes sur le territoire national avec leurs cousines d’autres continents. Cela facilite l’étude :

• des adaptations locales (climat, disponibilité en proies, habitats) ;
• des menaces spécifiques (perte de gîtes, pesticides, infrastructures) ;
• des interactions avec les activités humaines.

Un terme clé : qu’est-ce qu’un génome et à quoi sert-il ici ?

Le cœur de cette étude repose sur les génomes de chauves-souris. Le génome correspond à l’ensemble de l’ADN d’un organisme, c’est-à-dire l’intégralité de ses gènes et des séquences qui les entourent. On peut le voir comme une bibliothèque contenant toutes les « instructions » nécessaires au fonctionnement d’un être vivant.

En comparant les génomes de nombreuses espèces :