Depuis l’époque de Charles Darwin, les biologistes de l’évolution croient généralement que la plupart des nouvelles espèces se forment parce qu’elles se sont adaptées à différents environnements, mais une nouvelle étude de l’Université de Toronto suggère le contraire.
L’étude, publiée dans la revue Sciencemet en lumière ce que les chercheurs ont surnommé un « angle mort » dans notre compréhension de la raison pour laquelle de nouvelles espèces se forment.
« Nous avons découvert que les espèces s’adaptent constamment à des pressions environnementales similaires », déclare Sean Anderson, co-auteur de l’article avec le professeur Jason Weir tout en obtenant son doctorat. à l’U de T Scarborough. « Ils subissent une adaptation darwinienne classique, mais ils ne le font pas dans des environnements très différents. »
Bien qu’il soit généralement admis que les populations doivent être physiquement séparées pour commencer à évoluer vers de nouvelles espèces, les chercheurs disent que ce qui se passe pendant cet isolement a été trouble. Pendant des décennies, la théorie dominante a été la spéciation écologique, selon laquelle les groupes évoluent parce qu’ils migrent vers des environnements différents et subissent des pressions auxquelles le reste de leur espèce ne fait pas face, qu’il s’agisse de nouvelles sources de nourriture ou de prédateurs. Appelées adaptation divergente, les caractéristiques environnementales conduisent alors la sélection naturelle qui provoque la formation d’une nouvelle espèce. Les pinsons de Darwin, qui ont développé des becs mieux adaptés aux graines qu’aux insectes, en sont un exemple.
Mais il est également courant de voir des espèces qui ont évolué au point de ne plus pouvoir se reproduire avec leurs plus proches parents, tout en partageant la plupart des mêmes traits que leurs homologues. Cela a donné aux chercheurs l’intuition que les environnements dans lesquels l’évolution a eu lieu, bien que géographiquement éloignés, n’étaient peut-être pas aussi distincts. C’est une explication établie mais moins acceptée connue sous le nom d’adaptation parallèle.
« Les idées d’adaptation divergente ont été dominées dans une large mesure par l’étude d’organismes modèles – les espèces qui présentent ces grandes différences écologiques », explique Anderson. « Nous voulions voir quels modèles nous pouvions trouver en étudiant autant d’espèces que possible. »
Les chercheurs ont utilisé le plus grand et le plus large ensemble de données de traits divergents trouvés dans les espèces et leurs parents les plus proches – appelés paires sœurs – jamais assemblés. Ils ont également créé un modèle statistique qui peut, pour la première fois, estimer si une espèce a évolué dans le cadre d’une adaptation parallèle ou divergente. Sur près de 3 000 paires sœurs d’oiseaux, de mammifères et d’amphibiens, les espèces ont évolué de manière écrasante sous des pressions environnementales similaires à grande échelle.
« Nous avons trouvé cette signature vraiment cohérente où l’adaptation parallèle semble être ce qui domine – et peu importe les traits que vous regardez, c’est la même chose dans à peu près tous les groupes de paires d’espèces que vous avez », explique Anderson, qui est termine actuellement des recherches postdoctorales à l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill. « Nous avons été surpris de voir à quel point cette signature était cohérente. »
Anderson dit que, dans certains cas, les espèces peuvent développer des traits similaires tout en subissant des changements au niveau génétique. Cela peut les amener à devenir des espèces différentes.
« Il ne s’agit souvent pas d’une seule pression – les espèces sont confrontées à toute une série de pressions similaires », déclare Anderson. « Et l’environnement externe n’est pas la seule chose qui peut lancer des défis à une espèce. Son propre génome peut le faire en produisant des choses comme des éléments génétiques égoïstes. »
Les résultats pourraient avoir des implications considérables puisque les théories sur les causes de l’évolution des espèces aident les biologistes à tirer des conclusions sur la biodiversité. Si la plupart des espèces évoluent dans le cadre d’une adaptation divergente, la construction de la biodiversité nécessite des habitats diversifiés avec des ressources et des défis différents. Mais s’il s’agit d’une adaptation parallèle, la biodiversité dépend de la distance géographique et du temps qui les sépare.
« L’impact que j’espère que cela aura est que les gens ne supposeront pas nécessairement que l’adaptation divergente entraîne la spéciation », a déclaré Anderson. « Ces résultats pourraient également changer la façon dont nous regardons l’évolution de la biodiversité et les facteurs que nous pensons être les plus importants. »
Plus d’information:
Sean AS Anderson et al, Le rôle de l’adaptation écologique divergente au cours de la spéciation allopatrique chez les vertébrés, Science (2022). DOI : 10.1126/science.abo7719