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En direct des laboratoires

 

7 décembre 2017

Evoluer pour mieux tolérer les nouveaux venus : quand Darwin est réveillé par une invasion

 

L’invasion d’une espèce introduite peut déclencher l’évolution rapide de traits chez les espèces locales avec lesquelles elle entre en compétition. C’est ce que montre une étude menée chez des escargots aquatiques par des chercheurs de l'IRD et du CNRS (La Réunion et Montpellier), publiée dans The American Naturalist. L’étude montre qu’une interaction entre espèce peut déclencher une évolution darwinienne en seulement quelques générations. Ces résultats n’auraient pu être obtenue sans la réalisation de suivis à long terme.

 

Les invasions biologiques constituent aujourd’hui un processus d’une ampleur inégalée, résultant largement des activités humaines. Leurs impacts écologiques et socio-économiques sont bien documentés, mais leur potentiel en tant que générateur d’évolution en milieu naturel l’est moins. En particulier, l’arrivée d’une espèce invasive peut menacer le maintien d’une espèce locale, surtout quand les deux espèces sont proches et entrent en compétition. Cette situation, nouvelle pour les deux espèces, crée une pression de sélection naturelle les poussant à changer de morphologie ou de mode de vie. En théorie, ces pressions ne sont pas identiques : l’espèce locale doit apprendre à mieux tolérer le nouveau compétiteur, alors que l’espèce invasive devrait avoir une longueur d’avance de ce point de vue, sans quoi elle n’aurait peut-être pas réussi à envahir. Par ailleurs, comme cette dernière se trouve dans une situation d’expansion géographique, colonisant régulièrement de nouveaux territoires, le prix à payer peut être une perte de diversité génétique et de valeur sélective en front de colonisation en raison du faible nombre d’individus qui fondent chaque nouvelle population. Ce sont ces prédictions qu’ont testé et validé les auteurs de cette étude en observant deux espèces d’escargots d’eau douce qui cohabitent dans les mares de Guadeloupe (voir photos ci-dessous).

 

Aplexa marmorata (en haut) et Physa acuta (en bas), espèces respectivement locale et invasive en Guadeloupe (Crédit photographique : Jean-Pierre Pointier)


Les auteurs de l’étude mènent un suivi annuel de la communauté d’escargots (environ 30 espèces) dans près de 250 mares depuis une quinzaine d’années. Ceci a permis non seulement de suivre la progression de l’espèce invasive (Physa acuta) qui occupe actuellement 60% des sites, mais aussi d’échantillonner des sites dans lesquels l’espèce invasive est arrivée depuis plus ou moins longtemps (de 0 à 6 ans, soit jusqu’à une trentaine de générations). Les densités des populations de l’espèce locale (Aplexa marmorata) diminuent avec le temps de coexistence avec l’espèce invasive, suggérant fortement un effet compétitif.


En croisant ce suivi avec une analyse en laboratoire des traits dans un grand nombre de populations des deux espèces, les auteurs montrent que l’espèce locale a évolué vers des traits favorisant une croissance rapide des populations, par exemple une reproduction plus précoce. Le protocole utilisé permet de mettre en évidence que cette évolution a une base génétique, et ne résulte pas d’une simple plasticité. Chez l’espèce invasive, on observe des performances moins bonnes en front de colonisation, comme prédit par la théorie. Il est à noter que les écosystèmes, par exemple la couverture végétale des mares, ou la démographie des autres espèces ne semblent pas avoir été affectés par l’arrivée de l’espèce invasive.


Ces résultats montrent qu’une évolution darwinienne des traits chez une espèce locale peut, en quelques générations, résulter de l’interaction avec une espèce invasive ; on parle de « déplacement de caractères ». Des évolutions aussi rapides sont rarement documentées chez des animaux en conditions naturelles. Ces résultats alimentent aussi notre compréhension du fonctionnement et de l’évolution des communautés d’espèces dans le cadre des changements planétaires en cours. Ils mettent aussi de nouveau en exergue l’intérêt de suivis de populations et de communautés à long terme.

 

Echantillonnage dans une mare de Grande-Terre de Guadeloupe, amplement couverte de végétation aquatique, dans laquelle les deux espèces peuvent coexister (crédit photographique: Philippe Jarne)

 

 

Référence :

Chapuis, E., Lamy, T., Pointier, J.-P., Juillet, N., Ségard, A., Jarne, P., & David, P. (2017). Bioinvasion Triggers Rapid Evolution of Life Histories in Freshwater Snails. The American Naturalist, 190(5), 694-706.

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Contacts chercheurs :

Elodie CHAPUIS - Interactions Plantes-Microorganismes-Environnement - IPME (IRD - Cirad - Université de Montpellier) – elodie.chapuis@ird.fr

 

Philippe JARNE - Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive – CEFE (CNRS / Univ. Montpellier / Univ Paul Valery Montpellier 3 / EPHE / IRD) – philippe.jarne@cefe.cnrs.fr

 

Patrice DAVID - Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive – CEFE (CNRS / Univ. Montpellier / Univ Paul Valery Montpellier 3 / EPHE / IRD) – patrice.david@cefe.cnrs.fr

 

Contact communication :

Nathalie VERGNE - Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive – CEFE (CNRS / Univ. Montpellier / Univ Paul Valery Montpellier 3 / EPHE / IRD) - T. 04 67 61 32 56 - nathalie.vergne@cefe.cnrs.fr

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