C'était en août 2017, quelques jours avant qu'un ouragan catastrophique ne s'abat sur le petit archipel des îles des Caraïbes, composé de Turks et Caicos, et certains résidents étaient terriblement mal préparés. Alors que les insulaires étaient occupés à équiper leurs maisons ou à voler hors du pays, de nombreux lézards insulaires endémiques ne possédaient pas les côtelettes évolutives nécessaires pour faire face au déluge à venir.
Colin Donihue, boursier postdoctoral de la National Science Foundation de l'Université Harvard, et ses collègues venaient de terminer une étude dans laquelle ils filmaient, capturaient et mesuraient des anoles des îles Turques et Caïques dans le but de déterminer si l'éradication planifiée de rats noirs envahissants les îles n'auraient aucun effet sur le comportement et les corps des lézards.
Tous se sont déroulés comme prévu jusqu'à quatre jours après le départ de Donihue. L'ouragan Irma a frappé les îles Turques et Caïques avant de se déplacer vers le nord-ouest pour frapper la Floride, puis son ouragan dévastateur a été suivi environ deux semaines plus tard par l'ouragan Maria, qui a ensuite ravagé Porto Rico et la Dominique.
Le chercheur s’est immédiatement inquiété de ce que des collègues travaillent sur d’autres aspects du projet d’éradication du rat. Mais après que les menaces initiales se soient estompées, ses pensées se sont tournées vers la science: l'enquête sur le lézard qu'il avait aidé à mener quelques jours auparavant offrait une occasion rare de déterminer non seulement les effets des tempêtes sur la population de lézards, mais également les traits les mieux équipés pour assurer la survie des lézards la tempête.
«Nous nous sommes rendus compte que nous étions dans une position unique, après avoir examiné nos lézards pour la dernière fois», dit-il. Six semaines après le départ de Donihue, il était de retour sur l'île et répétait ses mesures de lézard.
L'emplacement de Pine Cay et de Water Cay par rapport aux ouragans Irma et Maria. Le 8 septembre 2017, l'ouragan Irma a frappé directement les îles Turques et Caïques (cercle noir). Deux semaines plus tard, le 22 septembre, l’archipel des Antilles est de nouveau frappé, l’ouragan Maria cette fois. (Donihue et al. Données cartographiques: Google, © 2018 DigitalGlobe) Ses collègues et lui-même ont constaté que beaucoup de lézards n'avaient pas survécu à la tempête, et ceux qui l'avaient probablement survécu en raison de différences essentielles dans les proportions de leur corps.
Tandis que d'autres recherches ont examiné les effets des ouragans sur des animaux tels que les oiseaux, les grenouilles et les primates, elles ont surtout porté sur les conséquences, car il est difficile pour les chercheurs de prédire la trajectoire des futures tempêtes. Selon Donihue, cette nouvelle étude, publiée aujourd'hui dans la revue Nature , est un premier aperçu des caractéristiques physiques avant et après d'une population.
«Ce que nous avons documenté est un cas fort de sélection naturelle due à un ouragan», dit Donihue.
Au cours des deux voyages, ils ont effectué les recherches en parcourant des transects dans deux petites îles des îles Turques et Caïques, Pine Cay et Water Cay. Ils attrapaient les lézards le long de ces sentiers en utilisant de longs bâtons munis de noeuds coulants au bout. Lors du premier voyage, ils ont ramené environ 70 lézards au laboratoire et ont mesuré leurs différentes parties du corps.
Les lézards d’Anolis ont des blocs-notes spécialisés qui leur permettent de s’accrocher aux surfaces lisses. Les chercheurs ont pris des macrophotographies des crapauds et ont mesuré leur surface. Ils ont constaté que les pavés des lézards survivants après l'ouragan étaient beaucoup plus grands que ceux d'avant. (Colin Donihue) Lors du voyage de retour, Donihue a déclaré avoir été témoin d'une dévastation importante, tant pour les structures humaines que pour les arbres et les étendues sauvages, avec des toits arrachés aux maisons, des arbres renversés et de la végétation débarrassée de ses feuilles. Les chercheurs ont travaillé beaucoup plus dur pour attraper suffisamment de lézards en raison d'une pénurie relative d'anoles, mais en ont finalement fini avec plus de 90.
En moyenne, ils ont trouvé que les survivants étaient plus petits et avaient des caractéristiques physiques différentes.
Les protège-orteils des jambes avant étaient environ 9% plus grands que ceux du dos, environ 6% plus grands. Donihue dit que des coussinets plus larges seraient essentiels car les appendices en forme de gecko leur permettraient une meilleure adhérence sur les branches ou les feuilles face aux vents au niveau de l'ouragan.
Les scientifiques ont découvert que les pattes avant des survivants étaient en moyenne environ 2% plus longues, mais ils ont été surpris de constater que les pattes postérieures étaient environ 6% plus courtes.
Pour découvrir pourquoi, ils ont mené une autre expérience sur les anoles capturées pour voir leurs stratégies de survie. Ils ont laissé tomber les vents au niveau de l'ouragan en utilisant un souffleur de feuilles sur des anoles de capture sur une perche en bois semblable à une branche d'arbre. Les lézards ont d'abord placé le perchoir entre eux et le vent, puis ont profilé leur corps pour obtenir le moins d'exposition possible au vent artificiel. Ils ont rapproché leurs bras du corps et ont baissé la tête, mais les chercheurs ont remarqué que leurs pattes arrière étaient exposées à toute la force du vent.
«À mesure que la vitesse du vent augmentait de plus en plus, ces pattes arrières attrapaient de plus en plus de vent, agissant en quelque sorte comme des voiles, jusqu'à ce que les membres postérieurs soient finalement décollés du perchoir», explique Donihue.
(Aucun lézard n'a été blessé dans cette expérience et tous ont été relâchés à leur point de capture original.)
Les anoles s'accrochent pendant un moment avec leurs membres antérieurs avant d'être emportés par le vent et dans un mur rembourré derrière. "Aucun lézard n'a été blessé, tout le monde a été renvoyé à son point de capture", souligne Donihue, mais ajoute qu'au cours de l'ouragan, des lézards aux jambes plus larges auraient probablement été emportés en mer.
Il dit qu'il est possible que certains lézards présentant ces caractéristiques aient été soufflés dans les cayes de Pine et Water au cours des tempêtes, mais c'est peu probable. "C'est une sélection naturelle en action", dit-il.
Plans fixes montrant le comportement de lézards dans des conditions de vent fort simulées (Colin Donihue) Martha Muñoz, professeur de biologie à l'Institut polytechnique de Virginie et à la State University, qui étudie les lézards et les salamandres, déclare que cette étude est passionnante et «vraiment cool», car elle montre un exemple d'évolution en temps réel, ce que la communauté scientifique n'avait pas pensé. possible avec les vertébrés jusqu’à ce qu’une étude publiée en 2006 montre l’incidence de la sécheresse sur la sélection naturelle parmi les pinsons de Darwin.
«Je pense que cela enrichit notre compréhension de la façon dont les organismes réagissent et sont influencés par les pressions sélectives contemporaines», déclare Muñoz, qui n'a pas participé à l'étude de Donihue.
Selon Donihue, des recherches supplémentaires doivent être entreprises pour voir si cette sélection naturelle s'étendra à la prochaine génération d'anoles des îles Turques et Caïques, mais Muñoz ne serait pas surpris de voir une amélioration de la capacité d'accrochage des lézards.
«L’évolution nous choque avec sa rapidité», dit-elle. "Il suffit d'une génération pour observer l'évolution même chez les vertébrés."
Donihue pense qu'il est possible que les anoles retrouvent leurs pattes postérieures plus larges car dans la vie de tous les jours, ce trait les aide à sauter pour éviter les prédateurs ou attraper une proie.
«Ils sont constamment confrontés à leurs réactions», dit-il, ajoutant que ceux qui sont adaptés à certaines conditions peuvent ne pas être en mesure de survivre à d'autres.
David Spiller, scientifique du projet à l'Université de Californie, Davis, qui a participé à une étude sur les effets des ouragans Irene en 2011 et Sandy en 2012 sur les niveaux de population d'anoles brunes cubaines ( anolis sagrei ) sur de petites îles aux Bahamas, s'inquiète que le changement climatique peut avoir un impact négatif sur ces réactions si les ouragans devenaient plus fréquents et de plus en plus destructeurs, comme prévu.
«Si les perturbations deviennent encore plus fréquentes, les espèces ne seront pas aussi bien adaptées à leur environnement», déclare Spiller, qui n'a pas participé à l'étude de Donihue. "Cela les maintient hors de l'équilibre."
Muñoz est d'accord: "Et si les traits qui vous permettent de survivre à un impact majeur sont en conflit avec les traits qui sont normalement en cours de sélection pour d'autres raisons?"
