lundi 16 février 2015

Exemples de spéciation

LA FAUVETTE A TETE NOIRE, UNE NOUVELLE ESPECE ?

L’apparition d’une nouvelle espèce, c’est la spéciation. Ce phénomène ; développé par Ernst Mayr ; ne se produit pas instantanément. Même si elle résulte surtout de la sélection naturelle et de la dérive génétique, la spéciation est aussi due à une variation aléatoire des individus au cours du temps au sein d’une même population (ou espèce). Elle se divisera par la suite en deux espèces à part entière à partir du moment où elles seront non-interfécondes entre elles, c’est-à-dire isolées sur le plan de la reproduction. Cet isolement reproductif provient d’un isolement éthologique (mâles et femelles ne perçoivent plus les signaux sexuels comme les parades, phéromones ou les chants émis par leur partenaire ce qui les empêche de se rejoindre), l’isolement gamétique et mécanique (quand il n’y a plus fécondation et quand les organes reproducteurs ne sont plus compatibles), puis l’isolement écologique (quand les espèces cessent de fréquenter le même milieu). Il existe des cas où surviennent des hybrides mais ceux-ci vivent peu longtemps et sont pour la plupart stériles. Pour ceux qui sont encore fertiles, leurs descendants, eux, sont stériles.

L’apparition d’une nouvelle espèce est complexe et longue mais certaines actions de l’Homme et la compétition intraspécifique peuvent aider. D’une part, les actions de l’Homme modifient perpétuellement les écosystèmes. Elles peuvent détruire ou entretenir la diversité biologique mais elles peuvent aussi générer cette diversité et donc contribuer à l’apparition de nouvelles espèces. D’autre part, la compétition intraspécifique peut elle aussi aider à l’apparition de nouvelles espèces. Elle suggère une certaine concurrence au sein d’une même population, ou espèce, pour une ressource commune du fait du nombre d’individus et/ou de la limitation de cette ressource.

La fauvette à tête noire est un petit oiseau mesurant environ 14 cm de long, d’une envergure de 20 à 23 cm et pèse entre 16 et 35 grammes. Cet oiseau est une espèce de Passereau de la famille des Sylviidae, il est très commun dans les régions qu’il habite mais reconnaissable par son chant mélodieux auquel le mâle peut ajouter des imitations d’autres oiseaux. Le mâle a le dessus de la tête noire, la femelle l’a de couleur rousse et les deux ont le corps gris-brun. On trouve cet oiseau un peu partout mais surtout dans les zones boisées ; dans des bois de feuillus, bosquets, haies, jardins et parcs et même en ville. Il vit en Afrique du nord (Maghreb) en Eurasie jusqu’en Sibérie occidentale et dans les îles de l’Atlantique. Les fauvettes à tête noire se nourrissent de baies et de petits fruits se situant à mi-hauteur comme les baies de sureau, l’épine-vinette, les olives ou encore le lierre ainsi que le troène. Pendant la saison des reproductions, le mâle construit des ébauches de nids avec des herbes sèches et la femelle choisira d’en finir un avec du duvet et de la laine. La femelle peut aller jusqu’à deux couvées allant de 3 à 5 œufs par saison.

Ces oiseaux sont partiellement migrateurs. Les oiseaux vivant vers le nord migrent en Afrique tropicale alors que ceux vivant plus proche de la Méditerranée peuvent être sédentaires. Mais ces oiseaux ont changés leurs habitudes de migrations. En effet, les Hommes ont pris l’habitude, pour une majorité, de nourrir les oiseaux en hiver en laissant toutes sortes de graines dans des assiettes par terre ou dans des mangeoires. De ce fait, les oiseaux sont incités à rester ou à migrer vers ces pays où il est facile de trouver de la nourriture un peu partout. Pour le cas des fauvettes à tête noire, certains ont gardés leurs habitudes et migrent vers les pays d’Afrique, en Espagne et au Portugal alors que les autres, elles, ont changé leurs habitudes et ont décidés de migrer vers ces pays où l’Homme les nourrit en hiver comme en Grande Bretagne, ou elles ne migrent plus.

Cette situation engendre certaines modifications sur ces oiseaux. Premièrement, nous pouvons observer une différence de la taille des ailes de certaines fauvettes à tête noire. La Grande Bretagne étant plus proche de l’Europe centrale que l’Afrique ou l’Espagne, les fauvettes y allant ont des ailes plus rondes et moins longues que celles des fauvettes allant vers le sud, ce qui leur confère une meilleure maniabilité mais elles sont moins adaptées aux longs vols. Deuxièmement, les fauvettes migrant vers le nord possèdent un bec plus long et étroit qui leur permet de manger la nourriture qui leur est donné ; au contraire des fauvettes se dirigeant vers le sud qui ont un bec plus large leur permettant de manger les fruits disponibles comme les olives d’Espagne. Dernièrement, la migration vers le nord étant plus courte que celle vers le sud, les fauvettes allant vers le nord reviennent plus tôt que celles parties dans le sud. Etant les premières revenues, elles commencent à se reproduire entre elles sans attendre les autres ; cela a conduit à une non-interfécondité entre ces deux groupes de fauvettes en moins de 30 générations même s’ils continuent à vivre côte à côte.

Ce changement des habitudes de migrations des fauvettes à tête noire et la non-interfécondité entre les deux groupes d’oiseaux provoque un certain isolement génétique qui pourrait conduire à une spéciation chez les fauvettes. Même si ces deux groupes ont développé des traits bien distincts du fait et adapté à leurs habitats différents, il n’est pas certain qu’ils se sépareront en deux espèces car pour cela il faudrait que les Hommes gardent le même comportement pendant encore quelques décennies, alors que la nature de l’Homme veut que ses habitudes changent au cours du temps. Quoi qu’il arrive, ces résultats alimentent le long débat sur la nécessité ou non de la séparation géographique pour l’apparition d’une nouvelle espèce.

Cette étude faite par des chercheurs Allemands de l’université de Fribourg illustre bien comment les actions humaines peuvent avoir un impact sur l’évolution du monde vivant. Comme le dit Martin Schaefer « c’est un bel exemple de la rapidité de l’évolution », « c’est quelque chose que nous pouvons voir de nos propres yeux. Il n’y a pas besoin d’attendre des millions d’années. ».

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mercredi 11 février 2015

Exemples de spéciation

Certains insectes Diptères (Culex, Aèdes, Drosophila) dont les gamètes sont parasités par des Rickettsies ou par des bactéries du genre Wolbachia → Spéciation par isolement reproductif (les gamètes infectés par les rickettsies ne sont pas « compatibles » avec les gamètes non infectés).

Commençons par une définition ; les diptères sont un ordre d’insectes qui regroupe principalement les mouches, les moustiques et les taons. Du latin dipteros, emprunté au grec ancien δίπτερος (dipteros) « ayant deux ailes ». Les diptères sont donc des insectes possédant deux ailes.
Les culex, les aèdes ainsi que les drosophiles font partis des cette famille des diptères. Mais qui sont ces insectes plus précisément?
-Tout d’abord le culex, il définit un genre de moustiques dont plusieurs espèces sont vecteurs de maladies importantes chez les oiseaux, les humains ainsi que chez d’autres animaux. Ces maladies sont telles que la fièvre du Nil occidental (West Nile) ou le paludisme aviaire par exemple.
-L’aède est aussi un moustique qui est présent sur toute la planète, il tire son nom du grec ancien, qui signifie « déplaisant », et qui se justifie par la très forte nuisance que ce genre de moustique très agressif entraîne et par sa piqûre très douloureuse. L’espèce la plus connue est l’aède albopictus, en effet, ce moustique est aussi appelé le moustique tigre dû à son corps tigré. Ce moustique est capable de transmettre la dengue ou le chikungunya s’il a piqué un sujet infecté auparavant. Rappelons que la fièvre de la dengue touche environ 100 millions de personnes dans les tropiques chaque année et que 40 000 personnes en meurent.
-La drosophile quant à elle est une mouche caractérisée par sa couleur brun-roux, elle est aussi appelée  « mouche du vinaigre » ou « mouche du fruit » car elle aime se nourrir de fruits et pondre ses œufs à l'intérieur. Le nom « drosophile » est une adaptation scientifique moderne du grec δρόσος, drósos, qui veut dire « rosée ».
« Les biologistes ont commencé à s'intéresser à la possibilité d'attaquer des insectes vecteurs de maladies avec une bactérie pathogène, Wolbachia, dès les années 1950 », témoigne Scott O'Neill.

Ces bactéries du genre Wolbachia sont des symbiotes vivant dans le cytoplasme des cellules de leur hôte. Elles infectent surtout des arthropodes, dont 70% des insectes. Chez la drosophile par exemple (la mouche du vinaigre ou du fruit), ces bactéries sont transmises par la femelle infectée à sa descendance par l’intermédiaire de ses ovocytes. Ainsi toute sa descendance sera aussi infectée. De plus, grâce à cette bactérie, on a pu voir qu’il y a un plus grand nombre de cellules souches germinales chez les mouches infectées que chez les mouches non infectés, en effet, les mouches infectées pondent à peu près quatre fois plus d’œufs que les mouches non infectées.
Chez le mâle diptère, les bactéries sont éliminées lors de la maturation des spermatozoïdes, lors de l’évacuation du cytoplasme, mais ceux-ci en conservent tout de même l’empreinte. Ainsi, lors de la fécondation de l'ovule, les noyaux ne fusionnent pas bien. Les chromosomes du père restent dans le cytoplasme, ce qui fait que l’embryon est haploïde à la place d’être diploïde, cela conduit à la mort de l’embryon. Une incapacité à se reproduire, dite incompatibilité cytoplasmique, pourrait donc être considérée comme un mode rapide de spéciation.
Il faut aussi savoir que les croisements entre femelles non infectées et mâles infectés sont stériles, alors qu’au contraire, les femelles infectées peuvent avoir une descendance avec n'importe quel mâle. Cela est donc avantageux à la reproduction des secondes, et permet à la bactérie de bien se disperser dans une population.
Maturation de la « chambre » contenant les œufs (en bleu) chez la mouche (de haut en bas). Les bactéries Wolbachia (en vert) infectent les cellules entourant les cellules souches germinales (en rouge).
En conclusion, l’importation de ces bactéries qui affectent les gamètes de certains insectes diptères comme le culex, l’aède ou encore la drosophile a permis la régulation de certaines maladies qui étaient transmises par ces insectes. Grâce à ces bactéries, les insectes soit ne peuvent plus se reproduire si la femelle ne possède pas la bactérie mais que le mâle la possède, soit peuvent se reproduire et transmettre la bactérie aux générations futures puisque la femelle infectée la transmet à sa descendance. La découverte de ces bactéries symbiotiques conduit à une spéciation plus rapide et ainsi à la diminution de certaines maladies chez les hommes comme la dengue, le chikungunya, la fièvre du Nil occidental ou encore le paludisme aviaire. Ceci montre les grandes avancées scientifiques réalisables aujourd’hui.
Cette bactérie permet aussi de réduire la durée de vie des diptères de 50 à 21ans. Ainsi comme ce sont le plus souvent les moustiques les plus âgés qui transmettent la maladie, le fait de réduire leur durée de vie de va empêcher la transmission de la maladie puisqu’ils mourront avant d’être infectieux.