C’est peut-être une nouvelle règle de la nature

Des scientifiques étudiant des souris de la Cordillère des Andes en Patagonie ont remarqué quelque chose qu’ils ne pouvaient pas expliquer : les souris du côté ouest des montagnes étaient plus grosses que celles de l’est, mais l’ADN indiquait qu’elles appartenaient toutes à la même espèce. Les chercheurs ont examiné les crânes de 450 souris de la pointe sud de l’Amérique du Sud et ont découvert que les lois biologiques existantes n’expliquaient pas les différences de taille. Au lieu de cela, dans un nouvel article du Journal de biogéographieles scientifiques ont émis une nouvelle hypothèse : les souris sur les pentes ouest étaient plus grosses parce que ce côté de la chaîne de montagnes reçoit plus de pluie, ce qui signifie qu’il y a plus de nourriture à manger pour les souris.

« Il existe un tas de règles écogéographiques que les scientifiques utilisent pour expliquer les tendances que nous voyons encore et encore dans la nature », explique Noé de la Sancha, chercheur associé au Field Museum de Chicago, professeur adjoint de sciences et études environnementales à l’Université DePaul, et l’auteur correspondant de l’article. « Avec cet article, je pense que nous en avons peut-être trouvé un nouveau : l’effet d’ombre de la pluie peut provoquer des changements de taille et de forme chez les mammifères. »

Les souris que de la Sancha et ses collègues ont examinées dans cette étude sont des souris à poil doux et hirsute, Abrothrix hirta. « Ce sont de petits bougres très mignons, ils ont des ventres blancs et doux », dit de la Sancha. « Ils vivent dans les montagnes, ce qui les rend uniques, mais on les trouve aussi à des altitudes plus basses. Dans l’ensemble, ils ne sont pas très bien étudiés. »

Le collègue de De la Sancha, Pablo Teta du Museo Argentino de Ciencias Naturales « Bernardino Rivadavia » à Buenos Aires, en Argentine, a commencé à étudier les souris poilues aux cheveux doux dans le cadre de sa thèse de doctorat. « Il a vu que certains individus de l’espèce étaient vraiment gros et d’autres vraiment petits. Il pensait qu’il s’agissait d’espèces différentes. Mais leur ADN mitochondrial suggérait qu’ils appartenaient à une seule espèce, même s’ils étaient si différents », se souvient de la Sancha. . « Nous voulions explorer pourquoi c’est, pour voir s’ils suivaient une sorte de règle. »

Il existe de nombreuses « règles » de la nature expliquant les modèles que nous voyons dans la vie. Par exemple, la règle de Bergmann explique pourquoi les animaux de la même espèce sont plus gros aux latitudes plus élevées. Les cerfs de Virginie au Canada sont plus gros et plus volumineux que leurs maigres cousins ​​de la Floride. La règle de Bergmann explique que c’est parce qu’avoir un corps plus épais par rapport à votre surface vous aide à mieux retenir la chaleur, de la même manière que les gros morceaux de nourriture mettent plus de temps à refroidir que les petites bouchées.

Pour tenter de trouver un modèle expliquant les différences de taille, les chercheurs ont utilisé des analyses statistiques pour comparer les mesures de 450 crânes de souris. Ils ont ensuite essayé de cartographier leurs découvertes sur différentes règles biologiques pour voir si elles convenaient. La règle de Bergmann n’a pas fonctionné; il n’y avait pas de forte corrélation entre la taille de la souris et la distance au nord ou au sud du spécimen. D’autres règles mettent l’accent sur le rôle de la température ou des précipitations, avec des résultats mitigés pour différents groupes et situations. Cette équipe n’a pas trouvé que la latitude, ou l’une des 19 autres variables bioclimatiques, de température ou de précipitations, décrivait le mieux les formes et tailles variables des souris. Cependant, il semblait y avoir un modèle avec la longitude – à quelle distance à l’est ou à l’ouest les souris vivaient.

De la Sancha et ses collègues ont réalisé que cela pouvait être lié à ce que les biologistes appellent la « règle des ressources ». « Cette règle suggère que là où il y a plus de ressources, les individus de la même espèce ont tendance à être plus grands que là où il y a moins de ressources », explique de la Sancha. « Par exemple, certaines souris sylvestres que l’on trouve dans les déserts et d’autres habitats ont tendance à être plus petites dans les parties les plus sèches de leurs habitats. Une autre hypothèse suggère que certains animaux ont tendance à être plus petits dans les montagnes par rapport aux plaines adjacentes en Amérique du Nord. Notre étude a révélé un mélange résultat de ces règles. »

La taille des souris semblait suivre la règle des ressources, mais la question demeurait : pourquoi y avait-il plus de ressources sur les versants ouest des Andes méridionales que sur les versants orientaux ? De la Sancha avait un « Eureka! » moment tout en enseignant à une classe d’étudiants de premier cycle à l’Université d’État de Chicago.

« Croyez-le ou non, quand j’enseignais l’écologie, l’une des choses que j’enseignais était l’effet d’ombre de la pluie », explique de la Sancha.

L’effet d’ombre de la pluie est un produit de la façon dont la vapeur d’eau se déplace sur les chaînes de montagnes. L’air au-dessus de l’océan absorbe de la vapeur d’eau et, à mesure que l’océan se réchauffe naturellement, cette vapeur d’eau monte. Les vents dominants, comme le courant-jet qui va d’ouest en est, poussent cet air de l’océan vers la terre, et à mesure que l’air se fraye un chemin au-dessus des chaînes de montagnes, il se refroidit à mesure qu’il monte en altitude. La vapeur d’eau contenue dans l’air froid se condense et tombe sous forme de pluie. Si la montagne est très haute, l’air manquera d’humidité au moment où il arrivera de l’autre côté du sommet. « Essentiellement, un côté de la montagne sera humide et pluvieux, et l’autre aura de l’air froid et sec. Sur certaines montagnes, la différence est extrême. Une face peut être une forêt tropicale humide et l’autre côté sera presque désertique. comme », dit de la Sancha. « Il y a un effet d’ombre de pluie dans la plupart des montagnes de la planète, nous voyons ce phénomène partout dans le monde. »

Au milieu de sa conférence, de la Sancha s’est rendu compte que l’ombre de la pluie pouvait expliquer pourquoi il y avait plus de nourriture du côté ouest des Andes, et donc pourquoi les souris y étaient plus grosses. « Ce même jour, je suis rentré chez moi et j’ai écrit à Pablo », se souvient-il. « J’étais comme, ‘Mec, nous devons parler de l’ombre de la pluie.' »

L’ombre de la pluie correspondait en effet parfaitement à la taille des rongeurs – la première fois, à la connaissance de de la Sancha, que quelqu’un a démontré les effets de l’ombre de la pluie sur la taille des mammifères. Et bien que jusqu’à présent, cela n’ait été démontré que pour une seule espèce de souris, de la Sancha soupçonne que lui et ses collègues ont découvert une vérité plus large, peut-être même la base d’une règle qui lui sera propre un jour.

« C’est excitant, car cela pourrait potentiellement être quelque chose de plus universel. Nous pensons que cela pourrait être plus une règle qu’une anomalie », déclare de la Sancha. « Cela vaudrait la peine de le tester sur de nombreux taxons différents. »

Cependant, les résultats peuvent signifier que les souris à poils doux et hirsutes, et bon nombre de leurs congénères, sont dans une période difficile. « La partie effrayante est que nous montrons que, au moins dans une certaine mesure, les modèles climatiques sont importants pour déterminer la morphologie des souris – leur forme et leur taille, directement ou indirectement grâce aux ressources qu’elles peuvent trouver », explique de la Sancha. « Avec le changement climatique, nous savons que nous allons voir des changements spectaculaires de température tout au long de l’année et des changements dans les précipitations. Bien qu’ils ne soient peut-être pas les variables les plus importantes affectant le bien-être des souris, ils sont importants pour déterminer les sources de nourriture disponibles. . » Si les conditions météorologiques changent et affectent les plantes qui poussent dans la région, les souris pourraient ne plus être en mesure de prospérer comme elles le faisaient autrefois.

De plus, note de la Sancha, les animaux se déplacent déjà dans les montagnes pour échapper aux effets du changement climatique. « A un certain moment, vous manquez de montagne », dit-il. « Il n’y a nulle part où aller. Nous ne savons pas ce qui va se passer, mais ça ne semble pas bon. »

L’avenir incertain de ces souris face au changement climatique, selon de la Sancha, est une bonne raison d’étudier des animaux comme les souris qui passent souvent inaperçus. « Il est important de comprendre à quel point nous en savons peu sur la plupart des petits mammifères », dit-il. « Ils peuvent être de bons indicateurs des changements à long terme de notre environnement. Nous devons les étudier davantage. Nos résultats montrent également pourquoi les collections de musées sont si importantes. Cette étude était basée sur des collections de musées d’Argentine, du Chili et des États-Unis, c’est une fusion d’années et d’années de collecte et d’ensembles de données volumineuses.

« Cet article n’aurait pas été possible sans les collections de musées et souligne l’importance de la recherche basée sur les musées et les collections et son soutien dans le monde entier », note Teta. « Ce type de recherche nous aide à mieux comprendre les règles générales et universelles du fonctionnement de la vie sur Terre. »