Les animaux sauvages évoluent plus vite qu’on ne le pensait

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Quelle est la vitesse de l’évolution ? Au cours de l’évolution adaptative, la sélection naturelle provoque des changements génétiques dans les traits qui favorisent la survie et la reproduction des organismes individuels.

Bien que Charles Darwin ait pensé que le processus s’est déroulé sur des échelles de temps géologiques, nous avons vu des exemples d’évolution adaptative spectaculaire en seulement quelques générations. La pollution de l’air a changé la couleur des papillons de nuit, certains éléphants ont perdu leurs dents à cause du braconnage et les poissons sont devenus résistants aux produits chimiques toxiques.

Cependant, il est encore difficile de dire à quelle vitesse l’évolution adaptative se déroule actuellement. Nous ne savons pas non plus s’il a une part dans le sort de la population éprouvée par les changements environnementaux.

Pour mesurer le taux d’évolution adaptative dans la nature, nous avons étudié 19 populations d’oiseaux et de mammifères sur plusieurs décennies. Nous avons constaté qu’ils se développaient deux à quatre fois plus vite que recommandé dans les travaux précédents. Cela indique que l’évolution adaptative peut jouer un rôle important dans la modification des caractéristiques et des populations d’animaux sauvages sur une période de temps relativement courte.

Outils de biologie évolutive : mathématiques et jumelles

Comment mesurer la rapidité de l’évolution adaptative ? Selon la “théorie de base de la sélection naturelle”, la différence génétique dans la “convenance” de la survie et de la reproduction de la population correspond au taux d’évolution adaptative de la population.

Le “théorème fondamental” est connu depuis 90 ans, mais il a été difficile à mettre en pratique. Les tentatives d’utilisation du théorème dans les populations sauvages ont été un problème statistique rare et problématique.

Nous avons collaboré avec 27 instituts de recherche pour collecter des données sur 19 populations sauvages surveillées depuis un certain temps, certaines depuis les années 1950. Des générations de scientifiques ont collecté des informations sur la naissance, l’accouplement, la reproduction et la mort de chaque individu de ces populations.

Au total, ces chiffres représentent environ 250 000 animaux et 2,6 millions d’heures de travail sur le terrain. L’investissement peut sembler exorbitant, mais les données ont déjà été utilisées dans des milliers d’études et sont toujours utilisées.

Aide aux statistiques

Nous avons ensuite utilisé des modèles génétiques quantitatifs pour appliquer un “théorème de base” à chaque population. Au lieu de suivre les changements dans chaque gène, la génétique quantitative utilise des statistiques pour capturer l’effet net des changements dans des milliers de gènes.

Nous avons également développé une nouvelle méthode statistique qui s’adapte mieux aux données que les modèles précédents. Notre méthode implique deux caractéristiques principales de la façon dont la survie et la reproduction sont inégalement réparties entre les populations à l’état sauvage.

Premièrement, la plupart des individus meurent avant la reproduction, ce qui signifie qu’il y a de nombreuses entrées dans la colonne “zéro progéniture” de l’enregistrement de reproduction à vie.

Deuxièmement, bien que la plupart des éleveurs n’aient que quelques descendants, certains ont un nombre disproportionné de descendants, ce qui entraîne une distribution asymétrique.

La vitesse d’évolution

Parmi nos 19 populations, nous avons constaté qu’en moyenne, le changement génétique qui répondait à la sélection entraînait une augmentation de 18,5 % de la capacité de survie et de reproduction des individus par génération.

Cela signifie que la progéniture est en moyenne 18,5% “meilleure” que ses parents. Autrement dit, la population moyenne pourrait survivre à une détérioration de 18,5 % de la qualité de l’environnement. (Cela peut changer si la réponse génétique au choix n’est pas la seule force en jeu ; voir ci-dessous.)

Compte tenu de ces taux, nous avons constaté que l’évolution adaptative peut expliquer les changements récents dans les caractéristiques de la faune (telles que la taille ou la période de reproduction). D’autres mécanismes sont également importants, mais il s’agit de preuves solides qui doivent être prises en compte parallèlement à d’autres explications.

Un résultat enthousiasmant pour un avenir incertain

Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir ? À une époque où l’environnement naturel change radicalement dans le monde en raison du changement climatique et d’autres forces, l’évolution aide-t-elle les animaux à s’adapter ?

Malheureusement, c’est là que les choses se compliquent. Notre recherche n’a évalué que les changements génétiques dus à la sélection naturelle, mais d’autres forces sont en jeu dans le contexte du changement climatique.

Premièrement, il existe d’autres forces évolutives (telles que les mutations, le hasard et la migration).

Deuxièmement, le changement environnemental lui-même est susceptible d’être un facteur démographique de la population plus important que le changement génétique. À mesure que l’environnement se détériore, la théorie nous dit que l’évolution adaptative est généralement incapable de compenser entièrement.

Enfin, l’évolution adaptative elle-même peut modifier l’environnement que connaîtront les générations futures. Surtout lorsque les individus se font concurrence pour une ressource (comme la nourriture, le territoire ou les compagnons), toute amélioration génétique de la population entraîne une plus grande concurrence.

Notre travail seul ne suffit pas pour faire des prédictions. Cependant, cela montre que l’évolution ne peut être ignorée si l’on veut prédire avec précision le futur proche des populations animales.

Malgré les défis pratiques, nous sommes heureux de voir l’évolution de Darwin, un processus autrefois considéré comme extrêmement lent et qui s’est déroulé de manière significative au cours de notre vie.


Il y a plus de “carburant pour l’évolution” dans la faune qu’on ne le pensait


Fourni par La Conversation

Cet article est republié sous une licence Creative Commons de The Conversation. Lire l’article d’origine.Discuter

Devis: La faune évolue plus vite qu’on ne le pensait (27 mai 2022), extrait le 25 juin 2022 de https://phys.org/news/2022-05-wild-animals-evolving-faster-thought.html

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