L'histoire résolue des populations de deux papillons
Publié par Adrien le 06/05/2019 à 08:00
Source: CNRS INEE
Le papillon nacré de la bistorte, Boloria eunomia, habite les prés humides et les tourbières des régions montagneuses. Cette espèce vit à basse altitude dans le nord de l'hémisphère nord, en Europe, Sibérie, Alaska et Canada. Une étude phylogéographique internationale comportant un 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 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...) méditerranéen de biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des...) et d'écologie marine et continentale (IMBE - CNRS/Univ Avignon/IRD/Univ Aix-Marseille) a cartographié le chemin migratoire emprunté par les ancêtres de cette espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de...). Ainsi l'étude a montré que la Scandinavie (La Scandinavie est une région située dans le Nord de l'Europe. Elle comprend, au sens le plus strict, la Norvège et la Suède, qui se partagent la...) a été colonisée par deux vagues successives au départ de la Sibérie centrale, tandis que les montagnes du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une des...) ont été colonisées avant la dernière glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.) au départ de populations distinctes issues de Sibérie méridionale.


Boloria selene
© J. Maresova

La distribution des espèces est changeante au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). C'est particulièrement le cas des espèces des régions froides, qu'il s'agisse des montagnes ou du nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de l'Eurasie et de l'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à...). Ces dernières ont modifié leurs distributions au gré du rythme des épisodes glaciaires et des périodes plus chaudes. Une équipe internationale de laboratoires tchèques, allemands, polonais et français a rassemblé plus de 300 échantillons provenant de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) de l'aire de distribution de deux papillons, le nacré de la bistorte Boloria eunomia et le petit collier argenté Boloria selene, répartis entre le Canada, l'Alaska, l'ensemble de la Sibérie et l'ensemble de l'Europe. Le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel....) mitochondrial COI et le gène nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) Arginine Kinase ont été séquencés chez l'ensemble de ces échantillons. Une analyse des réseaux de ces deux gènes qui correspondent aux liens de parenté liant (Un liant est un produit liquide qui agglomère des particules solides sous forme de poudre. Dans le domaine de la peinture, il permet au pigment d'une peinture...) les populations, a permis de reconstituer l'histoire de leurs populations. Il s'est avéré que ces deux espèces sont initialement issues de Sibérie méridionale, d'où elles ont colonisé l'Amérique du Nord durant le Pléistocène, il y a près de 2.5 millions d'années pour B. selene et 1.6 million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède...) d'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) pour B. eunomia.


Reconstitution des vagues de colonisation pour B. eunomia et B. selene au cours du temps
© J. Marsova et al.

La première espèce, B. selene, liée à des milieux tempérés, a par la suite colonisé le nord-est (Le nord-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux nord et est. Le nord-est est opposé au sud-ouest.) de l'Amérique du Nord où l'on reconnaît trois noyaux de populations. Avant de rejoindre l'Europe puis l'est de la Sibérie, en de larges vagues de colonisation successives depuis 500 000 ans, menant à une faible différenciation spatiale des populations. La seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. ...) espèce, B. eunomia, par contre, présente, elle, une structure plus marquée de ses populations en Eurasie, du fait de sa spécialisation dans des habitats plus froids, et donc à plus haute altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur...) ou latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.). La première vague (Une vague est un mouvement oscillatoire de la surface d'un océan, d'une mer ou d'un lac. Les vagues sont générées par le vent et ont une amplitude...) de colonisation, initiée il y a environ 800 000 ans mène à des populations trouvées actuellement à la fois au centre de la Scandinavie, et dans l'Extrême-Orient (L'Extrême-Orient désigne la partie orientale de l'Asie. Il comprend :) russe. Une deuxième vague de colonisation initiée, il y a environ 600 000 ans, a mené aux populations que l'on trouve actuellement dans les montagnes du sud et du centre de l'Europe, ainsi que dans le nord-est de la Sibérie. Les populations de Scandinavie, qui occupent actuellement des espaces qui étaient couverts de glaces il y a 22 000 ans, ne sont pas issues de populations existant à l'époque dans le sud de l'Europe, mais plutôt le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La paroi de l'ovaire forme le péricarpe du fruit et...) d'une colonisation issue de l'est de Europe et de la Sibérie méridionale, Tandis que les populations des Pyrénées, de l'est des Alpes, des Balkans et du Caucase ont subsisté en montant en altitude.


Habitat de B. eunomia en Alaska. De tels milieux étaient occupés par l'espèce en Europe moyenne lors du dernier maximum glaciaire, il y a 22 000 ans
© J. Maresova

Gabriel Nève (IMBE - CNRS/Univ Avignon/IRD/Univ Aix-Marseille) conclut par une mise en garde vis-à-vis de la vulnérabilité (En gestion des risques, la vulnérabilité d'une organisation ou d'une zone géographique est le point faible de cette organisation pouvant être défini par :) de ces deux espèces. En effet certaines de ces populations sont fortement menacées par le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des...) en cours. Vivant en altitude, à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) d'un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.), une partie de ces populations sont contraintes de migrer en hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) à la recherche de milieux plus rudes mais qui se trouvent vite limités par l'altitude des sommets.

Référence

Maresova J., Habel J.C., Neve G., Sielezniew M., Bartonova A., Kostro-Ambroziak A., Fric Z.F. 2019. Cross-continental phylogeography of two Holarctic Nymphalid butterflies, Boloria eunomia and Boloria selene. PLoS ONE 14(3)
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