La diversification des tétrapodes était plus élevée durant les réchauffements climatiques passés
Publié par Isabelle le 19/09/2019 à 14:00
Source: CNRS INEE
Quel a été l'impact des réchauffements et refroidissements climatiques passés ? Une étude publiée dans la revue Ecology Letters impliquant des chercheurs de l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM - CNRS/EPHE/IRD/Université de Montpellier) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des...) de l'Ecole Normale Supérieure (IBENS - CNRS/ENS) montre que la diversification d'une proportion substantielle de familles de tétrapodes s'explique mieux par des modèles prenant en compte les changements passés des températures mondiales.


Sur la photo est figuré un gibbon Hylobates lar, une espèce représentative de la famille des Hylobatidae. La diversification de la famille au cours des 9 derniers millions d'années correspond à un processus dépendant de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) dans lequel la spéciation augmente pendant les périodes climatiques chaudes, et inversement. Avec l'autorisation de John Harrison.

L'évolution d'un groupe d'organismes est régie par un équilibre entre taux de spéciation (formation d'espèces) et taux d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :) (disparition d'espèce). La différence de ces taux s'appelle le taux de diversification, et détermine la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des changements de diversité au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Depuis une décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.), des modèles permettent d'estimer ces taux à partir d'arbres phylogénétiques retraçant les relations de parenté entre les espèces actuelles.

Appliquant ces modèles aux phylogénies, un paradigme majeur a émergé: les taux de diversification décroissent au cours du temps, si bien que les taux de diversification sont élevés à l'origine d'un groupe, et ralentissent au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) et à mesure que le groupe se diversifie. Les groupes se diversifient plus lentement aujourd'hui.

Cependant les facteurs à l'origine de ces variations demeurent flous. Les déclins temporels des taux de diversification ont souvent été interprétés comme l'effet de limites écologiques imposés par les ressources du milieu, de la compétition entre espèces, ou de la dépendance à la diversité d'un autre groupe, ce qui met en avant le rôle des facteurs biotiques.

Hors, les facteurs abiotiques, tels que les variations climatiques passées, ont probablement affectés les taux de diversification sur des échelles de temps géologiques, mais des analyses incluant ces effets présumés se sont principalement limités à quelques clades bien représentés dans le registre fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou...). Si les taux de diversification ont corrélé positivement avec les températures alors les périodes climatiques plus chaudes ont soutenu une spéciation plus rapide. Ainsi, cela pourrait expliquer les ralentissements de la spéciation avec le refroidissement du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) durant le Cénozoïque.

Dans cette étude, les auteurs ont appliqué des modèles phylogénétiques de diversification de pointe dans lesquels les taux de diversification dépendent soit de la diversité soit des variations de température passées, ou bien ne dépendent pas de ces facteurs.

Appliqués à 218 phylogénies de familles de tétrapodes (amphibiens, crocodiles, mammifères, oiseaux, squamates, et tortues), nous montrons pour la première fois que les ralentissements de la diversification sont autant dus au changement climatique passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur...) qu'aux limites écologiques imposées sur la diversité du groupe. Pour une grande proportion des familles étudiées, nous trouvons que leur diversification est positivement corrélée à la température, ce qui suggère que des phases importantes de diversification se sont déroulées lors des périodes climatiques chaudes.

Cependant les auteurs alertent que les changements environnementaux actuels d'origine humaine sont différents des changements environnementaux qui se sont produits dans le passé et pourraient donc avoir des conséquences différentes sur la diversification. En particulier, il pourrait y avoir un effet du taux de variation de la température en même temps que la température elle-même, et ce taux est plus rapide aujourd'hui que dans le passé.

Quoiqu'il en soit, ces résultats mettent l'accent sur la température en tant que facteur majeur de la dynamique de diversification et offrent une hypothèse alternative à celle souvent invoquée des radiations adaptatives pour expliquer les ralentissements de la diversification. Ces résultats appellent à une meilleure intégration de ces deux processus dans les études des dynamiques de diversification.


Ici sont figurés les taux de spéciation des tétrapodes qui ont tendance à diminuer vers le présent en raison du refroidissement climatique. Les courbes représentent le taux de spéciation de chacune des 76 familles de tétrapodes supportant un modèle de spéciation dépendant de la température, tel qu'estimé par le meilleur modèle de diversification. Le motif de couleurs en haut de chaque panneau indique la succession des périodes chaudes et froides passées.

Référence:
Condamine F.L., Rolland J. & Morlon H. (2019) Assessing the causes of diversification slowdowns: temperature-dependent and diversity-dependent models receive equivalent support. Ecology Letters, doi.org/10.1111/ele.13382

Contacts chercheurs:
- Fabien L. Condamine - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) - Institut des Sciences de l'Évolution de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier/IRD/EPHE)
fabien.condamine at umontpellier.fr
- Fadéla Tamoune - Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi...) - Institut des Sciences de l'Évolution de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier/IRD/EPHE)
fadela.tamoune at umontpellier.fr
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