Une nouvelle étude menée par Peter Williams, chercheur à la Michigan State University, met en lumière l’influence profonde d’un profond isolement géographique sur l’évolution des mammifères. Publié dans Communications naturellesla recherche révèle comment la séparation de longue durée entre les continents a façonné des communautés de mammifères distinctes à travers le monde.
« L’écologie d’aujourd’hui n’était pas une fatalité. S’il y avait différents facteurs d’isolement il y a longtemps, nous pourrions avoir aujourd’hui des écosystèmes très différents », a déclaré Peter Williams, l’auteur principal de l’étude. Williams est associé de recherche au département de biologie intégrative et chercheur postdoctoral dans le programme d’écologie, d’évolution et de comportement de MSU, ou EEB.
Alors que les facteurs environnementaux tels que le climat et la végétation sont des facteurs bien connus de la biodiversité, la nouvelle étude souligne le rôle crucial joué par l’isolement pour les mammifères.
« Pensez aux mammifères arboricoles », a déclaré Williams. « Malgré des climats similaires, vous trouverez des koalas en Australie et des écureuils en Espagne. »
Ce que vous ne trouverez cependant pas, ce sont des koalas originaires d’Espagne ou des écureuils originaires d’Australie.
« Cette distinction découle d’un isolement géographique profond et de chemins d’évolution divergents il y a longtemps », a déclaré Williams.
Avec cette nouvelle perspective, les résultats de cette recherche ne satisfont pas seulement la curiosité pour ce monde naturel. Le rapport a des implications significatives pour les efforts de conservation et les problèmes écologiques modernes.
« En comprenant comment l’isolement historique a façonné la biodiversité, nous pouvons obtenir des informations précieuses sur l’équilibre délicat des écosystèmes et développer des stratégies pour protéger la biodiversité dans des régions ayant une histoire évolutive unique », a déclaré Williams.
« En écologie, même les problèmes hyperlocaux doivent intégrer des processus régionaux, continentaux ou même mondiaux : conditions météorologiques, courants océaniques ou, dans ce cas, barrières géographiques profondes », a déclaré Elise Zipkin, co-auteur de l’étude et professeure agrégée de biologie intégrative. Elle est également directrice du Zipkin Quantitative Ecology Lab et directrice de l’EEB. « Ils ont tous un impact sur le monde naturel d’aujourd’hui. »
L’isolement profond façonne l’évolution des mammifères
L’étude utilise une nouvelle approche pour analyser l’isolement biogéographique, incorporant une mesure continue appelée « phylobétadiversité », qui quantifie l’histoire évolutive partagée, a déclaré Williams. Par exemple, la phylobétadiversité serait faible si l’on compare le Michigan avec quelque part en Europe qui abrite également des cerfs, des lapins, des écureuils, etc., a-t-il déclaré.
« Même s’il ne s’agit pas de la même espèce, il existe de nombreuses histoires évolutives communes au niveau communautaire », a déclaré Williams.
Le Michigan et l’Australie se situeraient à l’extrémité opposée du spectre de la phylobétadiversité.
« L’Australie compte principalement des marsupiaux, tandis qu’au Michigan, nous n’avons aucun marsupial à l’exception de l’opossum », a-t-il poursuivi. « Il y a très peu d’histoire évolutive partagée au niveau communautaire. »
L’utilisation de la phylobétadiversité dresse un tableau nuancé de la façon dont les différentes régions ont été historiquement connectées.
« Les régions isolées comme l’Australie et Madagascar abritent des assemblages de mammifères qui sont beaucoup moins diversifiés que prévu sur la base du seul environnement et ces mammifères possèdent des combinaisons uniques de traits fonctionnels, reflétant les chemins évolutifs distincts qu’ils ont empruntés », a déclaré Williams. « C’est une idée fascinante que les modèles de biodiversité que nous observons dans le monde d’aujourd’hui n’étaient pas inévitables. »
Le facteur clé de la biodiversité pour les mammifères isolés semble être la durée de l’isolement.
Des régions comme l’Australie, isolées depuis 30 à 35 millions d’années, ont eu suffisamment de temps pour permettre à des lignées uniques de mammifères d’évoluer. En revanche, des continents comme l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud, autrefois séparés mais reconnectés lors du grand échange biotique américain il y a 2,7 millions d’années, montrent une plus grande convergence de leurs communautés de mammifères, avec des climats similaires sélectionnant des traits fonctionnels similaires.
Bien que l’évolution des mammifères ait été fortement impactée par l’isolement des terres émergées, l’étude montre que les oiseaux ont réagi de manière très différente.
Les oiseaux, grâce à leur plus grande capacité à voler sur de grandes distances, peuvent plus facilement surmonter les barrières géographiques. Ce mouvement et ce mélange constants de populations d’oiseaux à travers les continents ont conduit à une homogénéisation des communautés d’oiseaux à l’échelle mondiale, les facteurs environnementaux jouant un rôle plus important dans la formation de leur diversité.
Il est intéressant de noter que les chauves-souris racontaient une histoire complètement différente. En tant que seul groupe de mammifères volants, les chauves-souris de l’hémisphère occidental, telles que les chauves-souris vampires et les chauves-souris piscivores, présentent un degré de diversité fonctionnelle beaucoup plus élevé que leurs homologues de l’hémisphère oriental. Selon les chercheurs, cela est probablement une conséquence de leurs trajectoires évolutives indépendantes façonnées par la séparation de longue date des reliefs dans les différentes régions.
Contrairement à d’autres mammifères, la plupart des chauves-souris n’avaient pas la tolérance au froid nécessaire pour traverser le pont terrestre de la Béringie qui reliait autrefois l’Alaska et la Sibérie, ce qui a conduit à leur isolement continu et à la divergence des espèces modernes à travers les hémisphères.
L’équipe du laboratoire Zipkin vise à poursuivre cette ligne de recherche, en menant des études supplémentaires pour approfondir l’histoire des mammifères et la manière dont les divisions biogéographiques ont façonné le biote de notre planète.
« Ce n’est que le début de notre voyage vers une compréhension plus profonde du monde qui nous entoure », a déclaré Zipkin.
Plus d’information:
De profondes barrières biogéographiques expliquent les communautés mondiales divergentes de vertébrés, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-46757-z