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À mesure que les montagnes grandissent, elles entraînent l'évolution de nouvelles espèces

2021

Les montagnes ne sont pas que belles: elles abritent également l'une des plus riches diversité d'espèces de la planète. Nous le savons depuis longtemps - depuis qu'Alexander von Humboldt, géographe et naturaliste prussien, a gravi les Andes au 18ème siècle. Mais personne n'a vraiment compris pourquoi.

Une hypothèse répandue est la suivante: la raison pour laquelle les montagnes ont tant d’espèces différentes est que, lorsque les montagnes se soulèvent sous l’aide de plaques tectoniques en collision, le processus crée plus d’environnements et, par conséquent, plus de possibilités pour de nouvelles espèces de s’y adapter. Cependant, cette hypothèse n'a jamais fait l'objet de tests quantitatifs explicites jusqu'à présent, selon une étude récente publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences .

De nombreuses autres études ont examiné la diversité d'un groupe de plantes en particulier, et les résultats semblaient appuyer l'hypothèse populaire. "Cette affirmation est souvent faite. L'hypothèse incorpore souvent les récits de ces études, mais elle n'a jamais été explicitement testée" dans le temps et dans l'espace, par comparaison quantitative, explique le co-auteur de l'étude, Richard Ree, conservateur associé de botanique au Field Museum de Chicago.

Ree et ses collègues ont découvert que, lorsque les montagnes de Hengduan en Chine se sont formées il y a huit millions d'années, le taux de diversification était deux fois plus rapide que celui de l'Himalaya - qui est assez proche, mais beaucoup plus ancien - pendant la même période.

D'un point de vue géologique, les montagnes de Hengduan sont assez jeunes: l'Himalaya est plus de deux fois plus vieux puisqu'il s'est formé il y a environ 20 millions d'années. Mais le site regorge de biodiversité: les montagnes les plus jeunes accueillent plus du tiers des 30 000 espèces de plantes vasculaires (essentiellement tout sauf les mousses) trouvées en Chine, explique Ree.

Colin Hughes, professeur adjoint au département de botanique systématique et évolutive de l'Université de Zurich, qui n'a pas participé à l'étude, indique que les chercheurs "ont fait un pas important en avant".

«Nous savons que la région du monde est très diversifiée depuis le 19ème siècle, a déclaré Hughes. "Mais personne n'a compris l'histoire évolutive de ce point chaud de manière générale jusqu'à présent. Il s'agit donc d'une étude décisive."

Pour tester l'hypothèse selon laquelle l'élévation des montagnes fait apparaître plus rapidement plus d'espèces, Ree et son collègue Yaowu Xing ont comparé les histoires évolutives de 19 groupes de plantes dans les montagnes de Hengduan, l'Himalaya et le plateau connecté Qinghai-Tibétain.

«Le fait que ces montagnes soient d'âges différents et qu'elles soient côte à côte nous offre une expérience naturelle, déclare Ree.

En utilisant des arbres évolutifs générés à partir de séquences d'ADN et d'anciennes données fossiles, Ree et Wu ont été en mesure de confirmer que le formidable soulèvement tectonique des montagnes de Hengduan au cours des huit derniers millions d'années avait effectivement coïncidé avec une diversification rapide.

Ce schéma ne s'est révélé que lorsque les chercheurs ont considéré l'ensemble des 19 groupes de plantes. «Les gens [sur le terrain] ont tendance à se concentrer sur un groupe d’usines à la fois et à raconter leur histoire», explique Ree. "Dans ce cas, vous ne verriez pas nécessairement l'image plus grande [de cette façon], car chaque groupe individuel n'a pas la puissance statistique du signal pour vous indiquer ce modèle."

Ree pense que l'étape suivante consiste à étudier les résultats d'un soulèvement qui pourrait avoir des effets plus directs sur l'évolution. La diversification pourrait être plus susceptible de se produire dans certains habitats ou certaines altitudes, par exemple. Hughes pense que les futures études pourraient séparer les plantes par leurs habitats, comme le pavot bleu de l'Himalaya dans les zones alpines de haute altitude et les conifères et les érables dans les zones forestières de basse altitude, pour voir comment la diversité pourrait varier dans différentes zones. "Je pense qu'il est probable que l'historique de diversification de ces différents habitats pourrait être différent", dit-il.

Et tout comme la diversité de Hengduan a été évaluée en la comparant à celle de l'Himalaya, ces nouvelles données pourraient fournir un aperçu de l'évolution de l'espèce d'une autre montagne. Selon Hughes, les montagnes sont souvent si isolées des basses terres qui les entourent qu’elles sont appelées «îles du ciel». Cet isolement rend l’étude comparative d’une montagne à l’autre intrigante, car de subtiles variables peuvent la différencier radicalement d’une autre dans la même région. .

«Ceux d'entre nous qui étudient la diversité de la vie sont finalement intéressés à expliquer l'origine de chaque espèce», dit Ree. «Partout dans le monde, il y a des endroits où il y a beaucoup d'espèces, d'autres en ont moins, alors une question fondamentale est: pourquoi est-ce le cas? Comment existe-t-il cette disparité dans la richesse des espèces?

"Si nous espérons avoir une quelconque compréhension de base de la vie, dit Ree, nous devons le comprendre. Et les montagnes peuvent être le laboratoire parfait.

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