L'adaptation des liserons

Les plantes évoluent constamment en réponse aux changements de leur environnement, mais de nouvelles recherches suggèrent que certaines espèces pourraient s'adapter dans la mauvaise direction.

Une étude de l'Université du Michigan a révélé que le taux d'adaptation des liserons a chuté de 96 % en seulement neuf ans, non pas par manque de diversité génétique, mais parce que des pressions évolutives concurrentes limitent leur capacité à répondre au changement climatique.

Ces résultats mettent en lumière la manière dont les changements environnementaux causés par l'homme peuvent créer des défis inattendus pour les plantes et les écosystèmes.

Quand les stratégies de survie entrent en conflit

Alors que les températures augmentent et que les régimes météorologiques changent, les plantes doivent souvent ajuster certains traits, comme la période de floraison, pour survivre dans de nouvelles conditions. Cependant, les liserons semblent faire face à une autre pression puissante : attirer des pollinisateurs de plus en plus rares.

Les chercheurs ont constaté que les traits aidant les plantes à attirer les pollinisateurs peuvent interférer avec ceux qui leur permettent de répondre aux changements climatiques. Des fleurs plus grandes peuvent améliorer les chances d'attirer les insectes, tandis qu'une floraison plus précoce peut aider les plantes à s'adapter à des températures plus chaudes et à des régimes de précipitations changeants.

Au fil du temps, ces caractéristiques sont devenues plus étroitement liées au sein des populations de liserons. Par conséquent, la sélection naturelle a de plus en plus favorisé les fleurs plus grandes, réduisant potentiellement la capacité des plantes à ajuster leurs schémas de floraison en réponse aux pressions climatiques.

La diversité génétique n'était pas le problème

L'une des découvertes les plus surprenantes fut que les plantes disposaient encore d'une grande variation génétique disponible pour l'évolution.

Les scientifiques s'attendent généralement à ce que les espèces ayant une forte diversité génétique aient une plus grande capacité d'adaptation, car elles possèdent davantage de traits potentiels sur lesquels la sélection naturelle peut agir. Cependant, les liserons de cette étude n'étaient pas limités par un manque de « ressources » évolutives.

Au lieu de cela, les chercheurs suggèrent que les plantes sont devenues de plus en plus restreintes par la relation entre différents traits. Lorsqu'une caractéristique influence l'évolution d'une autre, elle peut limiter les directions possibles qu'une population peut prendre.

Les résultats de l'étude suggèrent que les liserons avaient toujours la capacité d'évoluer, mais que les pressions environnementales les poussaient vers des traits qui ne sont peut-être pas les plus utiles pour faire face à un climat en mutation.

L'impact humain remodèle l'évolution

La recherche a été dirigée par Sasha Bishop, récemment diplômée d'un doctorat, en collaboration avec John Stinchcombe de l'Université de Toronto et Regina Baucom du Département d'écologie et de biologie évolutive de l'Université du Michigan.

L'équipe a étudié les liserons dans le cadre de recherches plus larges sur la manière dont l'activité humaine modifie les trajectoires évolutives des espèces sauvages.

Le changement climatique n'est qu'un seul des défis auxquels les plantes sont confrontées. La perte d'habitat causée par le développement urbain, l'agriculture intensive et l'utilisation généralisée de pesticides ont également contribué au déclin des populations de pollinisateurs dans le monde entier.

Les scientifiques ont longtemps prédit que certaines espèces pourraient évoluer rapidement en réponse aux changements environnementaux. Cependant, les observations faites dans la nature montrent de plus en plus que de nombreuses populations déclinent ou deviennent génétiquement moins diverses, au lieu de s'adapter suffisamment vite.

Mesurer le changement évolutif

Pour comprendre comment les liserons changeaient, les chercheurs ont collecté des graines provenant de populations sauvages à deux moments différents, séparés par neuf ans.

Ils ont fait pousser les plantes dans des conditions contrôlées et ont mesuré plusieurs caractéristiques liées à l'adaptation climatique et à l'attraction des pollinisateurs. Il s'agissait notamment du moment de la première floraison, de la taille des fleurs, des niveaux de sucre dans le nectar et de la distance entre les structures productrices de pollen et les parties de la fleur qui reçoivent le pollen.

Les chercheurs ont ensuite calculé le taux d'adaptation des plantes à l'aide d'une méthode statistique appelée R, qui prend en compte la manière dont plusieurs traits s'influencent mutuellement plutôt que de les analyser séparément.

Cette approche a permis de révéler si les changements d'un trait limitaient les changements d'un autre.

Un déclin dramatique de l'adaptation

L'analyse a montré que les populations de liserons avaient connu un ralentissement majeur de leur changement évolutif.

Dans la population précédente, les chercheurs estimaient que l'adaptation se produisait à environ 76 % du taux attendu lorsque les relations entre les traits n'étaient pas prises en compte. Neuf ans plus tard, ce chiffre était tombé à environ 9 %.

Les chercheurs pensent que le lien croissant entre la taille des fleurs et le moment de la floraison a joué un rôle important dans ce déclin. Le moment de la floraison est particulièrement important car il permet aux plantes de répondre aux changements de température et de précipitations. L'étude suggère que le déclin des populations de pollinisateurs pourrait influencer l'évolution des plantes d'une manière qui rend l'adaptation climatique plus difficile. À mesure que les écosystèmes continuent de changer, la compréhension de ces conflits évolutifs cachés pourrait devenir de plus en plus importante pour protéger la biodiversité et les systèmes agricoles.