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Une nouvelle √©tude publi√©e dans la revue Nature, bas√©e sur des donn√©es mol√©culaires de centaines d'esp√®ces d'oiseaux de 41 archipels oc√©aniques dans le monde, r√©v√®le comment la superficie et l'isolement des √ģles sont essentiels pour d√©terminer la diversit√© des esp√®ces qu'elles contiennent.L'esp√®ce est le Tchitrec des Mascareignes (Les Mascareignes sont trois √ģles du sud-ouest de…

Une nouvelle √©tude publi√©e dans la revue Nature, bas√©e sur des donn√©es mol√©culaires de centaines d’esp√®ces d’oiseaux de 41 archipels oc√©aniques dans le monde, r√©v√®le comment la superficie et l’isolement des √ģles sont essentiels pour d√©terminer la diversit√© des esp√®ces qu’elles contiennent.



L’esp√®ce est le Tchitrec des Mascareignes (Les Mascareignes sont trois √ģles du sud-ouest de l’oc√©an Indien situ√©es au large de la c√īte est de Madagascar. Deux √Čtats exercent leur souverainet√© sur cet archipel d’origine volcanique que le navigateur portugais Pedro de…) (Terpsiphone bourbonnensis).


Photographi√© √† Sainte-Rose, Ile de La R√©union (La R√©union est une √ģle fran√ßaise du sud-ouest de l’oc√©an Indien situ√©e dans l’archipel des Mascareignes √† environ 700…), Oc√©an Indien (L‚Äôoc√©an Indien s’√©tend sur une surface de 75¬†000¬†000 km¬≤. Il est limit√© au nord par l’Inde, le Pakistan et l’Iran, √† l’est par la Birmanie, la Tha√Įlande, la Malaisie, l’Indon√©sie et l’Australie, au sud par l’oc√©an…).


© Christophe Thébaud & Borja Milá

La r√©partition des √™tres vivants √† la surface (Une surface d√©signe g√©n√©ralement la couche superficielle d’un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet g√©om√©trique, parfois fronti√®re physique, et est souvent abusivement…) de la Terre (La Terre est la troisi√®me plan√®te du Syst√®me solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatri√®me par taille et par masse croissantes. C’est la plus…) n’est ni r√©guli√®re ni uniforme. Certaines r√©gions sont plus riches en esp√®ces que d’autres, ou poss√®dent un cort√®ge d’esp√®ces qui leur est propre. Comprendre la nature et les causes de cette variation est l’un des enjeux majeurs de cette discipline que l’on nomme la biog√©ographie (La biog√©ographie est une branche de la g√©ographie physique et de l’√©cologie qui √©tudie la vie √† la surface du globe par des analyses descriptives et explicatives de la r√©partition des…), √† l’interface (Une interface est une zone, r√©elle ou virtuelle qui s√©pare deux √©l√©ments. L‚Äôinterface d√©signe ainsi ce que chaque √©l√©ment a besoin de conna√ģtre…) entre l’√©cologie, les sciences de l’√©volution, et la g√©ologie (La g√©ologie, du grec ancien ő≥ő∑- (g√™-, ¬ę¬†terre¬†¬Ľ) et őĽőŅő≥őŅŌā (logos, ¬ę¬†parole¬†¬Ľ,…). Les √ģles volcaniques oc√©aniques constituent depuis les travaux pionniers de Darwin et Wallace les zones d’√©tudes favorites des biog√©ographes.

Il y a un peu plus d’un demi-si√®cle, en 1963, Robert MacArthur, math√©maticien (Un math√©maticien est au sens restreint un chercheur en math√©matiques, par extension toute personne faisant des math√©matiques la base de son activit√© principale. Ce terme recouvre une large palette de…) et naturaliste (Le mot naturaliste fait r√©f√©rence au domaine des sciences naturelles. L’adjectif qualifie une personne ou un groupe (association, soci√©t√© savante.. )), et Ed Wilson, entomologiste, s’int√©ress√®rent au probl√®me et propos√®rent une des th√©ories les plus importantes de la biologie (La biologie, appel√©e couramment la ¬ę¬†bio¬†¬Ľ, 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 √™tres vivants (ou…) moderne, la th√©orie (Le mot th√©orie vient du mot grec theorein, qui signifie ¬ę¬†contempler, observer, examiner¬†¬Ľ. Dans le langage courant, une th√©orie est une id√©e ou une connaissance…) de biog√©ographie insulaire. Partant des observations que les √ģles de grande superficie (L’aire ou la superficie est une mesure d’une surface. Par m√©tonymie, on d√©signe souvent cette mesure par le terme ¬ę¬†surface¬†¬Ľ lui-m√™me (par exemple, on parle de la ¬ę¬†surface d’un…) abritent plus d’esp√®ces que les √ģles de petite superficie, et que les √ģles isol√©es abritent moins d’esp√®ces que les √ģles proches des continents, MacArthur et Wilson imagin√®rent un mod√®le math√©matique (Un mod√®le math√©matique est une traduction de la r√©alit√© pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les th√©ories math√©matiques, puis g√©n√©ralement, en sens inverse, la traduction des r√©sultats math√©matiques…) simple selon lequel le nombre (La notion de nombre en linguistique est trait√©e √† l‚Äôarticle ¬ę¬†Nombre grammatical¬†¬Ľ.) d’esp√®ces sur une √ģle (Une √ģle est une √©tendue de terre entour√©e d’eau, que cette eau soit celle d’un cours d’eau, d’un lac ou d’une mer. Son √©tymologie latine, insula, a donn√© l’adjectif…) r√©sulte d’un √©quilibre dynamique (Le mot dynamique est souvent employ√© d√©signer ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut √™tre employ√© comme¬†ūüôā entre les processus de colonisation des √ģles et d’extinction des esp√®ces (En biologie et √©cologie, l’extinction est la disparition totale d’une esp√®ce ou groupe de taxons, r√©duisant ainsi la biodiversit√©.) pr√©sentes sur les √ģles. Ce mod√®le pr√©dit bien la variation du nombre d’esp√®ces selon la superficie et l’isolement des √ģles. Une observation (L‚Äôobservation est l‚Äôaction de suivi attentif des ph√©nom√®nes, sans volont√© de les modifier, √† l‚Äôaide de moyens d‚Äôenqu√™te et d‚Äô√©tude…), toutefois, ne put √™tre prise en compte dans le mod√®le de MacArthur et Wilson, celle que les esp√®ces √©voluent et qu’au cours du temps (Le temps est un concept d√©velopp√© par l’√™tre humain pour appr√©hender le changement dans le monde.) se forment sur les √ģles des esp√®ces nouvelles et diff√©rentes de leurs apparent√©s sur les continents.

Aussi √©tonnant que cela puisse para√ģtre, aucune √©tude jusqu’√† pr√©sent n’a pu rendre compte de fa√ßon globale des relations qui lient pr√©cis√©ment la superficie et l’isolement des √ģles aux probabilit√©s de colonisation, de formation de nouvelles esp√®ces, et d’extinction (D’une mani√®re g√©n√©rale, le mot extinction d√©signe une action consistant √† √©teindre quelque chose. Plus particuli√®rement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines¬†ūüôā des esp√®ces pr√©sentes sur les √ģles. L’estimation de ces relations a m√™me sembl√© hors d’atteinte des possibilit√©s de la recherche (La recherche scientifique d√©signe en premier lieu l‚Äôensemble des actions entreprises en vue de produire et de d√©velopper les connaissances scientifiques. Par…) pendant des d√©cennies, en raison des difficult√©s li√©es √† l’estimation de l’histoire √©volutive des esp√®ces.

Dans une nouvelle √©tude publi√©e dans la revue Nature, un collectif de chercheurs, compos√© d’ornithologues, de biologistes de l’√©volution et de math√©maticiens, emmen√© par Luis Valente (Museum f√ľr Naturkunde Berlin / Naturalis Biodiversity Center, Leiden), et comprenant des chercheurs de l’Institut (Un institut est une organisation permanente cr√©√©e dans un certain but. C’est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le…) de Syst√©matique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la syst√©matique est la science qui a pour objet de d√©nombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, bas√© sur des principes divers. Elle ne doit pas √™tre confondue avec la…), Evolution, Biodiversit√© (La biodiversit√© est la diversit√© naturelle des organismes vivants. Elle s’appr√©cie en consid√©rant la diversit√© des √©cosyst√®mes, des esp√®ces, des populations et celle des g√®nes dans…) (MNHN/CNRS/EPHE/Sorbonne Universit√©) et du laboratoire Evolution et Diversit√© Biologique (EDB ‚Äď CNRS/Univ. Toulouse III-Paul Sabatier/IRD) a pu quantifier, pour la premi√®re fois, la d√©pendance des processus de colonisation, de sp√©ciation, et d’extinction vis-√†-vis de la superficie et de l’isolement des √ģles. A l’aide d’un ensemble (En th√©orie des ensembles, un ensemble d√©signe intuitivement une collection d‚Äôobjets (les √©l√©ments de l’ensemble), ¬ę¬†une multitude qui peut √™tre comprise comme un tout¬†¬Ľ, comme…) de nouvelles donn√©es (Dans les technologies de l’information (TI), une donn√©e est une description √©l√©mentaire, souvent cod√©e, d’une chose, d’une transaction d’affaire, d’un √©v√©nement, etc.) sur les oiseaux des √ģles oc√©aniques √† l’√©chelle du monde (Le mot monde peut d√©signer¬†ūüôā, les chercheurs ont pu prouver que le taux de colonisation d√©cro√ģt avec l’isolement des √ģles, que le risque d’extinction d√©cro√ģt avec la superficie, et que la probabilit√© (La probabilit√© (du latin probabilitas) est une √©valuation du caract√®re probable d’un √©v√®nement. En math√©matiques, l’√©tude des probabilit√©s est un sujet de…) que des nouvelles esp√®ces se forment augmente avec la superficie et l’isolement. Si ces r√©sultats peuvent sembler intuitifs au premier abord, les donn√©es ad√©quates et les m√©thodes statistiques (La statistique est √† la fois une science formelle, une m√©thode et une technique. Elle comprend la collecte, l’analyse, l’interpr√©tation de donn√©es ainsi que la…) appropri√©es ont fait d√©faut jusqu’√† pr√©sent pour mettre √† l’√©preuve de mani√®re rigoureuse la th√©orie de MacArthur et Wilson. L’√©tude de Valente et de ses collaborateurs, en plus d’avoir confirm√© les pr√©dictions de la th√©orie, fournit des estimations statistiquement robustes de la forme pr√©cise des relations entre ces param√®tres-cl√©s du processus d’√©dification des faunes et des flores que sont la colonisation, la sp√©ciation, et l’extinction.

A l’aide de donn√©es g√©n√©tiques obtenues sur des centaines d’esp√®ces d’oiseaux insulaires, ayant fait l’objet (De mani√®re g√©n√©rale, le mot objet (du latin objectum, 1361) d√©signe une entit√© d√©finie dans un espace √† trois dimensions, qui a une fonction pr√©cise, et qui peut √™tre d√©sign√© par une √©tiquette…) de pr√©l√®vements sanguins au cours de nombreuses exp√©ditions dans des dizaines d’archipels oc√©aniques sur une vingtaine d’ann√©es, les auteurs ont d√©velopp√© et mis en Ňďuvre un nouveau mod√®le qui permet de pr√©dire la richesse en esp√®ce sur de nombreuses √ģles √† l’√©chelle de la plan√®te (Une plan√®te est un corps c√©leste orbitant autour du Soleil ou d’une autre √©toile de l’Univers et poss√©dant une masse suffisante pour que sa gravit√© la maintienne en √©quilibre hydrostatique,…). Ce mod√®le pr√©dit remarquablement bien le nombre d’esp√®ces de certains archipels, comme Hawaii ou les Iles Canaries. En revanche, quelques archipels abritent un plus grand nombre d’esp√®ces que celui qui est pr√©dit par le mod√®le, notamment les Comores (Les Comores forment un archipel d’√ģles situ√©es au sud-est de l’Afrique, √† l’est de la Tanzanie et au nord-ouest de Madagascar. Elles sont partag√©es entre un pays ind√©pendant, l’Union des Comores, et Mayotte, une…) et S√£o Tom√© & Pr√≠ncipe, deux archipels dont l’avifaune, encore peu √©tudi√©e, m√©riterait plus d’attention de la part des ornithologues

Un r√©sultat de l’√©tude est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interpr√©t√© comme le monde ou l’univers.) √† fait √©tonnant et presque inattendu: alors que les √ģles oc√©aniques sont surtout connues pour √™tre le lieu propice aux radiations spectaculaires d’esp√®ces, comme par exemple les Pinsons de Darwin o√Ļ une esp√®ce ancestrale se diversifia en plus de 15 esp√®ces apr√®s avoir colonis√© l’archipel (Un archipel est un ensemble d’√ģles relativement proches les unes des autres. La proximit√© se double le plus souvent d’une origine g√©ologique commune.) des Gal√°pagos, dans une large majorit√© des cas, la richesse des peuplements insulaires s’explique surtout par l’√©volution des esp√®ces colonisatrices sans multiplication (La multiplication est l’une des quatre op√©rations de l’arithm√©tique √©l√©mentaire avec l’addition, la soustraction et la division .) du nombre d’esp√®ces √† l’int√©rieur des archipels ou des √ģles. Cette √©tude constitue une perc√©e tant th√©orique que m√©thodologique dans l’analyse des processus fondamentaux qui gouvernent la biodiversit√© globale.

Référence

:


A simple dynamic model explains the diversity of island birds worldwide. Valente, L., Phillimore, A.B., Melo, M. et al. A simple dynamic model explains the diversity of island birds worldwide. Nature. 02/19/2020


https://doi.org/10.1038/s41586-020-2022-5

Contacts

:


РWarren Ben РInstitut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB РCNRS/MNHN/Sorbonne Université/EPHE) Рbwarren at mnhn.fr


– Th√©baud Christophe – Laboratoire Evolution et Diversit√© Biologique (EDB ‚Äď CNRS/Universit√© Toulouse III Paul Sabatier/IRD) – christophe.thebaud at univ-tlse3.fr


– Fr√©d√©ric Magn√© – Contact communication (La communication concerne aussi bien l’homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale…) que l’animal (communication intra- ou inter- esp√®ces) ou la machine (t√©l√©communications, nouvelles technologies…),…) – Laboratoire √Čvolution et Diversit√© Biologique (EDB ‚Äď CNRS/Univ. Toulouse III Paul Sabatier/IRD)


– frederic.magne at univ-tlse3.fr

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