Une énorme étude sur l'évolution nous oblige à repenser le lieu où les espèces de la Terre évoluent

Au cours des derniers mois, des biologistes du Michigan à la Californie ont procédé à des simulations informatiques jour et nuit pour tenter de compiler le plus grand arbre généalogique évolutif de poissons de l'histoire du secteur. Maintenant, quelque 30 000 espèces de poissons plus tard, les résultats sont publiés dans La nature et ils remettent en question une hypothèse évolutive vieille de dix ans.

Les biologistes avaient longtemps remarqué un schéma géographique concernant la formation des espèces. Les régions tropicales chaudes ont tendance à avoir beaucoup plus d'espèces que les espèces froides et stériles. "La différence de diversité d'espèces des pôles aux tropiques est l'un des" grands modèles "de la biologie", explique l'auteur principal de l'étude et zoologiste de l'Université du Michigan, Daniel Rabosky, Ph.D. dans un email à Inverse. "Même les non-scientifiques savent que les tropiques sont célèbres pour leur diversité biologique exceptionnelle."

Mais le nouvel article de Rabosky, publié mercredi, donne une nouvelle tournure à cette vieille théorie. L’arbre de la famille des poissons géants suggère qu’il s’agit en réalité le plus froid endroits sur la terre - pas les tropicaux - qui sont des foyers pour les nouvelles espèces.

La reine rouge court plus vite quand il fait chaud

Les tentatives d’explication de la diversité biologique des tropiques reposent en partie sur l’idée d’un «gradient de diversité en latitude». En gros, cela signifie qu’il existe un point chaud pour la spéciation sur notre planète, au centre, à cheval sur l’équateur. Mais ce n’est pas parce que les tropiques sont un endroit où il fait bon vivre.

Des études antérieures suggèrent que les interactions entre parasites, prédateurs et autres menaces à la survie sont plus fortes sous les tropiques, ce qui oblige la sélection naturelle à fonctionner deux fois plus vite pour rester à l'avant-garde de toutes ces menaces, dit Rabosky. C’est à son tour ce qui a conduit à la diversité des espèces de poissons tropicaux que nous connaissons et aimons tous. Les biologistes, qui ont toujours aimé les analogies conceptuelles, aiment comparer le processus à une scène de Lewis Carroll. De l'autre côté du miroir quand Alice est défiée à une course contre la reine rouge:

«Une sorte de pays lent!» Dit la reine. «Maintenant, ici, vous voyez, il faut tout ce que vous pouvez faire pour rester au même endroit. Si vous voulez aller ailleurs, vous devez courir au moins deux fois plus vite que ça!

De cette analogie quelque peu excentrique découle la sagesse conventionnelle de la biologie de l’évolution: la reine rouge court plus vite quand il fait chaud. Jusqu’à présent, c’est parce que les recherches de Rabosky réfutent tout cela.

Un nouveau modèle de spéciation

Après avoir construit et analysé l’arbre de l’évolution, Rabosky et son équipe ont conclu qu’au cours des millions d’années écoulées, les poissons vivant dans les eaux polaires formaient en réalité de nouvelles espèces deux fois plus rapidement que ceux des eaux tropicales.

Comment cette équipe a-t-elle réussi à trouver des preuves convaincantes qui contredisent les siècles de théorie de l'évolution? Ils ont commencé par analyser les données d’ADN disponibles d’environ 5 000 espèces de poissons, puis ont utilisé d’autres méthodes de placement pour estimer l’emplacement du poisson restant dans l’arbre généalogique. L'exécution d'un programme d'analyse statistique appelé BAMM sur cet «arbre généalogique» a calculé la rapidité avec laquelle les espèces divergeaient en comparant les différences entre leurs ADN: on peut généralement supposer que moins l'ADN est partagé par deux espèces, plus il s'est écoulé de temps. ”D'une seule espèce en deux espèces distinctes.

«Cet arbre est beaucoup plus grand que toutes les études précédentes sur les poissons», explique Rabosky. «Cela nous a permis d’estimer la vitesse à laquelle les espèces se forment avec une précision bien supérieure à celle d’études antérieures.» Cette découverte révolutionnaire a toutefois un inconvénient: il n’existe pas encore de bonne explication.

Rabosky et son équipe ne savent toujours pas pourquoi le taux de spéciation est plus rapide dans les pôles. Il suggère que cela pourrait se résumer à l'idée que des conditions polaires difficiles - telles que les glaciations et la couverture de glace permanente - ont provoqué une série d'extinctions de masse qui ont ouvert la voie à de nouvelles espèces. Il appelle cela un "effet de rebond".

«Peut-être que l'extinction anéantit rapidement les espèces des hautes latitudes, mais de nouvelles espèces se forment pour occuper ces niches écologiques peu de temps après avoir été vidées par l'extinction», explique-t-il.

Fait important, même si les espèces des pôles divergeaient plus rapidement que celles des basses latitudes, les régions tropicales présentaient toujours une plus grande diversité d’espèces. global. Rabosky appelle cela la «richesse d'espèces», qui, jusqu'à présent, avait toujours été expliquée par l'hypothèse selon laquelle les espèces avaient tendance à diverger plus rapidement sous les tropiques. Les conclusions de Rabosky font des trous, mais il n’ya pas d’explication alternative solide.

Pour le moment, il semble que la reine rouge est capable de courir vite quelle que soit la température. En fait, elle pourrait même courir plus vite quand il fait froid dehors.