Au cours des 80 derniers millions d’années, les chercheurs ont constaté que la masse corporelle des oiseaux et des mammifères évoluait plus rapidement à chaque fois que le climat se refroidissait. © nataba, Fotolia

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L'évolution des espèces accélère-t-elle quand le climat se refroidit ?

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À l'aide d'un nouveau modèle d'évolution phénotypique, des chercheurs ont évalué, sur une période de 80 millions d'années, l'évolution de la taille de mammifères et oiseaux en fonction de la température. Contre toute attente, ils ont constaté que le taux d'évolution de la masse corporelle des deux classes d'animaux avait été plus élevé lors des périodes climatiques froides.

La manière dont les bouleversements climatiques influencent la morphologie des espèces demeure encore largement méconnue. La théorie de la radiation adaptative place les facteurs biotiques (au premier rang desquels figure la compétition pour l'accès aux ressources alimentaires) comme principaux critères d'évolution phénotypique des espèces. Cette théorie, qui a joué un rôle important dans le développement des modèles d'évolution phénotypique, a toutefois largement ignoré l'importance des facteurs abiotiques (concentration en CO2 de l'atmosphère, température, etc.).

Dans une étude récemment publiée dans Pnas, deux chercheurs de l'Institut de biologie de l'École normale supérieure (Ibens) proposent un nouvel outil d'analyse capable de mieux évaluer l'influence des variables environnementales sur l'évolution des espèces. Afin d'illustrer leur méthodologie, les scientifiques se sont focalisés sur les variations de masse corporelle des mammifères et des oiseaux de -80 millions d'années à nos jours.

La taille des oiseaux, représentée sur l’arbre phylogénétique par des couleurs plus chaudes pour des vitesses d’évolution plus élevées, a varié au cours des temps géologiques en réponse aux changements climatiques, matérialisés ici par la courbe grise. Pendant les périodes géologiques froides, leurs tailles ont évolué plus rapidement. © CNRS

Zoom sur la phylogénie moléculaire

Pour cela, ils ont utilisé des reconstructions des températures moyennes globales au cours des temps géologiques ainsi que des phylogénies moléculaires presque complètes des mammifères et des oiseaux actuels. Les chercheurs ont ensuite comparé divers scénarios d'évolution des masses corporelles le long des branches de ces phylogénies. Au cours des 80 derniers millions d'années, ils ont ainsi constaté que la masse corporelle de ces deux classes d'animaux évoluait plus rapidement à chaque fois que le climat se refroidissait. « Les périodes géologiques froides pourraient être liées à des changements environnementaux rapides et brutaux à l'inverse des périodes plus chaudes qui seraient associées à davantage de stabilité sur le plan écologique », estime Hélène Morlon, chercheuse en écologie évolutive à l'Ibens et cosignataire de l'article.

Au-delà de conclusions pour le moins inattendues, le taux d'évolution moléculaire étant, en règle générale, plus élevé lorsque les températures augmentent, cette étude démontre la pertinence d'une méthodologie reposant sur la phylogénie moléculaire pour étudier l'évolution des traits (taille, poids, métabolisme, etc.) de grands groupes d'espèces.

D'un point de vue fondamental, cette méthodologie pourrait en effet aider la communauté scientifique à déterminer parmi un large éventail de facteurs biotiques et abiotiques ceux qui influencent le plus les variations phénotypiques des espèces. « Des outils analytiques tels que celui-ci devraient notamment permettre de mesurer au cours des temps géologiques le rôle respectif d'un ensemble de paramètres environnementaux sur l'évolution des espèces », illustre Julien Clavel, postdoctorant à l'Ibens et principal auteur de l'article.

  • Deux chercheurs proposent un nouvel outil d’analyse capable de mieux évaluer l’influence des variables environnementales sur l’évolution des espèces.
  • Ils ont utilisé des reconstructions des températures moyennes globales au cours des temps géologiques ainsi que des phylogénies moléculaires presque complètes des mammifères et des oiseaux actuels.
  • Ils ont constaté qu’au cours des 80 derniers millions d’années, la masse corporelle de ces deux classes d’animaux évoluait plus rapidement à chaque fois que le climat se refroidissait.
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