De nouvelles recherches révèlent comment le changement climatique peut perturber le processus d’évolution et l’équilibre écologique. L’étude sur les mouches de la pomme montre que les températures plus chaudes prévues pour l’avenir peuvent affecter ces espèces différemment, ce qui pourrait interrompre la spéciation et créer un chaos potentiel dans la synchronisation écologique des communautés d’insectes.
Une nouvelle étude examine les répercussions potentielles du réchauffement climatique sur les écosystèmes et la manière dont il pourrait faire dérailler le développement de nouvelles espèces.
Partout dans le monde, de nouvelles espèces apparaissent constamment lorsque des groupes d’organismes distincts se ramifient et évoluent sur des voies divergentes. Mais que se passe-t-il lorsque le changement climatique devient une variable de cette équation complexe ?
C’est la question à laquelle Thomas H.Q. Powell, professeur adjoint de sciences biologiques à l’université de Binghamton, université d’État de New York, et son laboratoire tentent de répondre dans un récent article publié dans Ecology Letters.
Dans les années 1850, la mouche de la pomme – un ravageur agricole majeur – a commencé à diverger en deux populations dans la vallée de l’Hudson. L’une a continué à vivre sur les fruits des aubépines indigènes de la région. L’autre s’est tournée vers une nouvelle source de nourriture : les pommiers, introduits en Amérique du Nord par les colons anglais.
Mouche de la pomme. Crédit : Thomas H.Q. Powell
« L’entomologiste qui a découvert ce phénomène a écrit à Darwin pour lui dire qu’il pouvait s’agir d’un exemple de l’origine des espèces en temps réel. Ce n’est que lorsque le système a été repris par des chercheurs à la fin du XXe siècle que nous avons découvert qu’il avait raison », a déclaré M. Powell.
Les aubépines fructifient trois ou quatre semaines plus tard que les pommes, ce qui entraîne un décalage dans les calendriers de reproduction des deux populations. Cela a un impact sur plusieurs espèces de guêpes parasites qui se nourrissent de la mouche à asticots, ce qui démontre l’équilibre délicat qui sous-tend les écosystèmes.
Pour leur expérience, les chercheurs ont élevé des populations de mouches et de guêpes parasites à base de pomme et d’aubépine dans des conditions correspondant à la moyenne saisonnière des 10 dernières années de données climatiques, puis dans des conditions plus chaudes projetées dans 50 à 100 ans. Ces résultats ont d’importantes répercussions sur la biodiversité des insectes, souligne M. Powell.
Université de Binghamton, Université de l’État de New York Professeur adjoint de sciences biologiques Thomas H.Q. Powell. Crédit : Université de Binghamton, Université de l’État de New York
Bien que situées au même endroit, les deux populations de mouches ont réagi à ce changement de température de manière radicalement différente. Les habitants de l’aubépine ont semblé mieux résister, peut-être en raison d’une plus grande diversité génétique. Le cycle de vie des mouches de la pomme a été déphasé par rapport à celui de leur plante hôte, ce qui a rendu leur survie précaire et a potentiellement interrompu le processus de spéciation.
En revanche, le cycle de vie des guêpes parasites n’a pas été affecté par la chaleur, ce qui pourrait avoir des conséquences désastreuses si elles se trouvaient en décalage avec le cycle de vie de leurs proies.
L’adaptation naturelle pourrait permettre de rétablir un certain équilibre à long terme dans les systèmes perturbés, mais l’évolution rapide est soumise à des contraintes majeures. Les habitats ont tendance à être plus petits et fragmentés, par exemple, ce qui limite la quantité de variabilité génétique dont les organismes ont besoin pour répondre aux pressions évolutives.
« Ce n’est pas seulement que le changement climatique perturbe l’évolution par la rupture potentielle de cette histoire classique de spéciation, mais aussi que l’évolution rapide des mouches a une forte incidence sur leur sensibilité au changement climatique », a déclaré M. Powell. « Si nous découvrons que les effets de ces conditions futures peuvent être complètement différents, même pour des mouches identiques provenant du même habitat et évoluant depuis seulement les années 1800, nous pourrions assister à un chaos généralisé dans le calendrier écologique des communautés d’insectes au cours des prochaines décennies.
Référence : « Simulated climate warming causes asymmetric responses in insect life-history timing potentially disrupting a classic ecological speciation system » par Alycia C. R. Lackey, Pheobe M. Deneen, Gregory J. Ragland, Jeffrey L. Feder, Daniel A. Hahn et Thomas H. Q. Powell, 20 juin 2023, Ecology Letters.
DOI : 10.1111/ele.14268