Extinction ou évolution? La réponse n'est pas toujours claire

Un poisson, deux poissons, des écrevisses, un nouveau poisson?

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Bien que cela puisse ressembler à l'intrigue d'un livre du Dr. Seuss, c'est ce qui est réellement arrivé aux épinoches à trois épines du lac Enos, au Canada. Pendant des milliers d'années, deux espèces distinctes de ces créatures marines épineuses - connues sous le nom d'épinoches benthiques et d'épinoches limnétiques, toutes deux issues d'une seule espèce - vivaient en coexistence pacifique. Les premiers restaient près du sol, où ils se nourrissaient des habitants du bas; ces derniers ont nagé près du soleil, mangeant des insectes à la surface. Leurs habitats et leurs comportements étaient si différents qu'ils se rencontraient rarement et ne se mêlaient jamais. Et tout allait bien.

Mais alors quelque chose d'étrange s'est passé: les deux espèces de poissons sont redevenues une. Comment?

La réponse concernait les écrevisses invasives, qui ont probablement été introduites dans l'écosystème du lac par l'homme. Trois ans après l’arrivée des écrevisses, les deux espèces avaient de nouveau fusionné. «Il semble que quelqu'un ait peut-être introduit les écrevisses comme source de nourriture», déclare Seth Rudman, biologiste de l'évolution à l'Université de la Colombie-Britannique, dont le document sur le phénomène a été publié dans Current Biology plus tôt cette année. «Les écrevisses ont modifié physiquement le mode de nidification et de reproduction des épinoches, ce qui a augmenté la probabilité d'accouplement» entre les deux espèces, a-t-il déclaré.

Vous vous dites peut-être: attendez, ce n'est pas ainsi que fonctionne l'évolution. En fait, ça peut être. Ce qui s'est passé avec les poissons de la longueur des doigts est un exemple d '«extinction introgressive», autrement connue sous le nom de spéciation inverse. La spéciation régulière se produit lorsque les membres d'une espèce sont divisés par des changements dans leur habitat ou leur comportement. L'exemple le plus connu est celui des pinsons de Darwin: au fil du temps, les pinsons de différentes îles isolées ont divergé en taille de bec et en autres qualités jusqu'à devenir des espèces distinctes. La spéciation inverse se produit lorsque ces espèces distinctes se retrouvent, jusqu'à ce qu'elles redeviennent une espèce.

Mais le processus n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Le fait que deux deviennent un ne signifie pas que ce soit la même espèce que celle avec laquelle vous avez commencé. Avec les épinoches, il n'est toujours pas clair si la nouvelle espèce est identique à l'ancêtre commun dont les deux ont évolué, ou si quelque chose de complètement différent. «On peut se demander s'ils sont redevenus une espèce ancestrale», déclare Rudman. «Leur rôle écologique est légèrement décalé par rapport aux espèces précédentes. Il est très difficile de dire s’ils font tout le chemin du retour, mais c’est peut-être suivre cette voie. "

Bien que cela puisse paraître contre-intuitif, évolution et extinction ne sont pas incompatibles. Bien au contraire: l’extinction était un élément fondamental de la théorie que Charles Darwin, le grand-père de l’évolution, avait énoncée en 1861 dans son Originale, l’ origine des espèces . «Notre ignorance est si profonde et notre présomption si élevée que nous nous émerveillons lorsque nous entendons parler de l'extinction d'un être organique; et comme nous ne voyons pas la cause, nous inventons des cataclysmes pour détruire le monde, ou inventons des lois sur la durée des formes de vie! »a-t-il écrit. C'est une vérité évidente même si cela semble contradictoire: les mêmes pressions sélectives qui poussent certaines espèces à l'extinction obligent d'autres espèces à s'adapter et à évoluer.

Aujourd'hui, certains chercheurs affirment que la spéciation inverse pourrait devenir plus courante, en particulier dans des environnements modifiés par l'homme. Les exemples de ce type d'hybridation ne manquent pas: les canards gris endémiques de Nouvelle-Zélande sont menacés d'extinction non seulement à cause de la perte de leur habitat, mais aussi à cause du métissage avec des espèces envahissantes de canards colverts. Les canards colverts représentent maintenant plus de 80% de la population de canards barboteurs de Nouvelle-Zélande et, comme ils continuent à se reproduire avec des canards gris, ces derniers sont de plus en plus menacés d'extinction. Il y a aussi les fameux pinsons des Galapagos de Darwin. Trois espèces distinctes de pinson sur l'île de Floreana ont été observées en 1947, mais depuis lors, les chercheurs n'ont trouvé que deux espèces et les preuves génétiques suggèrent d'inverser la spéciation.

Comme dans le cas des épinoches du lac Enos, ces exemples montrent que l'activité humaine entraîne l'hybridation dans le monde entier, que nous en soyons conscients ou non.

Pourquoi certains survivent-ils alors que d’autres ne survivent pas? C’est une question cruciale à l’ère de l’Anthropocène, la sixième grande extinction de la Terre. Et c’est une question à laquelle nous sommes loin de répondre. Au cours des 15 dernières années, nous avons perdu de nombreuses espèces, notamment le po'ouli d'Hawaï, le rhinocéros noir d'Afrique de l'Ouest, le rhinocéros noir d'Afrique de l'Ouest, l'ara de Spix et le grand papillon blanc de Madère. Et ce ne sont que quelques-unes des rares personnes que nous connaissons . Il est impossible de mesurer le nombre total puisque les scientifiques n'ont pas identifié toutes les espèces sur Terre, mais nous estimons perdre de 1 000 à 10 000 fois le nombre normal d'espèces jusqu'à l'extinction.

Mais il est possible que, dans ce flot d'extinctions, de nombreuses espèces apprennent à s'adapter rapidement et à survivre.

Prenons une étude de 2015 qui a suivi les «espèces» de robots dans une simulation informatique de l'évolution. Après avoir introduit plusieurs mutations aléatoires au fil des générations, les chercheurs ont simulé un événement d'extinction massive en tuant 90% des espèces. À la suite de l’abattage massif, les espèces restantes ont évolué beaucoup plus rapidement et efficacement. Une autre étude a porté sur une espèce d’ichtyosaure récemment découverte (le groupe comprend des reptiles marins qui vivaient à l’époque des dinosaures). Les chercheurs ont observé une explosion similaire d'espèces après l'extinction du Permien, y compris un assortiment varié d'ichthyosaures. Chris D. Thomas, biologiste de l'évolution, a même découvert que la spéciation des plantes s'accélérait au cours de l'Anthropocène.

Ces études suggèrent que l’activité humaine, à l’origine de cette extinction massive, pourrait aussi conduire à une évolution rapide. Cela ne veut pas dire que les extinctions massives sont bonnes, bien sûr, mais seulement qu'elles pourraient avoir un mince filet d'argent. «Nous savons très peu de choses à ce sujet à court terme», déclare Rudman. "Nous ne savons pas vraiment à quel point le flux de gènes facilitera l'adaptation et combien l'éloignera."

En comprenant mieux ce processus, nous pourrions également être en mesure de prévenir les extinctions futures.

«Imaginez un feu de camp», dit Rudman. «Un peu de flux de gènes - ou hybridation - revient à ajouter quelques bâtons ou une petite bille. Cela alimente l'adaptation. Mais si vous jetez toute une charge de bois, cela éteindra tout simplement le feu. »En d'autres termes, une hybridation pourrait être utile pour empêcher l'extinction, comme dans le cas de la panthère de Floride. Les grands félins étant au bord de l'extinction, les scientifiques ont donc introduit les couguars du Texas pour se reproduire avec les panthères. Maintenant, la population de panthères est à nouveau stable et génétiquement saine. Mais avec les épinoches à trois épines, il y avait trop d'hybridation, puisque les deux espèces originales sont maintenant éteintes. Les rôles distincts qu'ils ont joué dans l'écosystème du lac ne sont plus remplis, ce qui modifie le lac.

Bien entendu, si les humains ont appris quelque chose en bricolant l'environnement naturel, c'est que cela peut souvent avoir des effets néfastes. Mais le travail de Rudman sur l'évolution rapide de certaines espèces lui donne de l'espoir pour l'avenir de la planète. «Je commencerais par dire que je suis préoccupé, et il a déjà été documenté qu'il y a une énorme extinction», dit Rudman. «Cela dit, je dirais que je suis peut-être plus optimiste que votre biologiste moyen, car j'étudie à quelle vitesse certaines espèces peuvent évoluer.» Et cette évolution, dit-il, pourrait bien en sauver quelques-unes de l'extinction.