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OpenEdition Books

Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Cinquième partie – Incidences des activités humaines sur les milieux

28. Adaptation des espèces

Jean-Christophe Auffray, Isabelle Olivieri et Ophélie Ronce

Texte intégral

1Aujourd’hui, l’incidence des activités humaines sur le monde vivant est telle, que la biodiversité se retrouve engagée dans une crise majeure de son histoire. Face aux changements environnementaux, les organismes et les communautés disposent pourtant de plusieurs capacités de réponses.

Conditions et vitesses d’adaptation

2L’adaptation des espèces en réponse aux changements planétaires peut s’entendre de façon très restrictive, comme l’évolution de la composition génétique des populations, en raison de pressions de sélection, dont l’origine est directement liée aux modifications de l’environnement par les activités humaines. L’exemple le plus emblématique d’une telle évolution génétique est l’augmentation de la fréquence de gènes impliqués dans la résistance aux insecticides, dans les populations de moustiques soumises à l’utilisation massive de pesticides (figure 1). De manière générale, la vitesse d’adaptation dépend du temps de génération, de l’intensité de la sélection et de l’abondance de la variation génétique dans la population. Les mécanismes qui génèrent et maintiennent cette variation sont cruciaux, en ce qu’ils déterminent l’existence de variants génétiques susceptibles d’améliorer la résistance à la pression rencontrée. Lorsqu’une population est soumise à un stress intense, l’adaptation est l’issue incertaine d’une course entre déclin et évolution : il faut s’adapter avant de s’éteindre (figure 2). Ainsi, plus la population est de grande taille (comme chez les moustiques), plus la variabilité génétique y sera importante, et plus elle présentera un potentiel adaptatif important. Inversement, l’adaptation spontanée ne joue qu’un petit rôle dans le maintien de populations d’espèces rares, peu abondantes, appauvries génétiquement et soumises à de multiples pressions. Restaurer ce potentiel d’adaptation devient alors un enjeu pour leur conservation.

Mécanismes de flexibilités des espèces

3Outre l’adaptation, les réponses des organismes et des communautés aux pressions imposées par les sociétés humaines reposent sur d’autres mécanismes de flexibilité, s’exprimant à différents niveaux d’organisation de la biodiversité. Tous ces mécanismes interagissent avec l’adaptation par évolution génétique.

Fig. 1 – Dynamique de l’adaptation et coût de la résistance : évolution des fréquences de 3 allèles* de résistance au locus* Ester chez les populations de moustique Culex pipiens, dans la région de Montpellier. Les lignes solides représentent des prédictions ajustées à partir des données de 1986 à 2002. Bien qu’entraînant une résistance aux insecticides organophosphorés, ces allèles peuvent conférer certains désavantages, qui les conduiraient à être éliminés hors des zones de traitement insecticide (le coût de la résistance). Les allèles de résistance les plus coûteux sont remplacés dans le temps par ceux moins coûteux. Adapté de Labbé et al., 2009

Fig. 2 – La variabilité génétique critique est celle en dessous de laquelle l’extinction de la population est certaine, faute de s’adapter suffisamment vite. Le scénario modélisé ici (Gomulkiewicz & Houle 2009), est celui où une population est confrontée à un environnement changeant (comme un climat de plus en plus chaud). La variance génétique est mesurée comme la proportion de la variation phénotypique totale transmissible à la descendance (héritabilité). Les lignes de couleurs plus chaudes correspondent à des environnements changeant plus lentement. Plus la fécondité des individus est grande, plus la population peut tolérer de s’adapter lentement sans s’éteindre. Plus le changement environnemental est rapide, plus la diversité génétique nécessaire pour échapper à l’extinction est grande. Pour de faibles fécondités et des changements rapides, l’adaptation peut être impossible quelle que soit l’héritabilité. Adapté de Lavergne et al., 2010

4Au sein d’un écosystème, la composition en espèces peut varier du fait de l’extinction de certaines d’entre elles, de la prolifération d’autres, ce qui est susceptible d’affecter le fonctionnement de cet écosystème, lorsqu’il est confronté à des conditions environnementales nouvelles. En effet, les espèces qui composent les communautés ne disposent pas des mêmes aptitudes face aux changements environnementaux : ainsi, à l’échelle européenne, des espèces d’oiseaux ou de papillons spécialistes déclinent fortement au profit d’autres, plus généralistes, exploitant des habitats plus variés. Les changements de composition des communautés peuvent en retour provoquer des changements génétiques au sein des espèces, comme les évolutions observées de la floraison chez certaines plantes, comprises comme des adaptations à la raréfaction des pollinisateurs.

5Au sein d’une espèce, la migration permet d’échapper à des conditions devenant défavorables et de coloniser des zones plus propices. Cette traque de l’habitat est un mécanisme connu chez de nombreux organismes animaux ou végétaux, marins ou continentaux. Le réchauffement global conduit à des déplacements d’aires, en latitude ou en altitude (cf. I.7). La vitesse de ces déplacements ne semble pas être suffisante pour permettre aux espèces de suivre les zones climatiques optimales : des décalages sont observés entre la composition des communautés et le climat local. Les capacités de migration sont variables entre espèces et au sein d’entre elles : les génotypes* à forte capacité migratoire augmentent en fréquence sur le front de colonisation des espèces en expansion ; inversement, la fragmentation des paysages, en augmentant la mortalité lors des mouvements, contre-sélectionne les génotypes les plus aptes à migrer, aggravant l’isolement des populations.

6Au niveau individuel, la plasticité phénotypique* permet de faire varier les traits exprimés par un même génotype en réponse à des stimuli variés. Les changements dans la phénologie* des espèces (dates d’activités saisonnières, telles que la floraison chez les plantes, ou les migrations chez les animaux) en réponse au changement climatique sont en grande partie imputables à la plasticité. Par exemple, les mésanges sont capables d’avancer leur date de ponte en réponse aux températures printanières plus élevées. Cet ajustement n’est pas toujours parfait et il peut parfois compromettre la survie des poussins. Ce décalage ne pourrait alors être réduit que par une évolution génétique des populations. La part de la plasticité dans la réponse des espèces aux changements environnementaux est souvent difficile à distinguer de celle due à une adaptation génétique, et ce d’autant plus que la plasticité elle-même peut être sujette à sélection (cf. I.12).

7L’ensemble de ces mécanismes est toujours relativement peu pris en compte dans l’élaboration des scénarios sur les devenirs de la biodiversité. Une difficulté majeure réside dans les multiples interactions entre ces formes de flexibilité, qu’il faut mieux prendre en compte. Dans une réflexion globale sur le développement durable, les enjeux majeurs résident dans une meilleure identification des critères définissant le potentiel adaptatif des espèces et surtout dans notre capacité à élaborer des mécanismes, qui permettront de le maintenir.

Bibliographie

Références bibliographiques

• O. RONCE (coord.) – Réponses et adaptations aux changements globaux : quels enjeux pour la biodiversité ? Document de la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité, en préparation.

• L. BERNATCHEZ (coord.) – Évolution induite par les activités anthropiques, in Biologie Évolutive, De Boeck, 2009.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Dynamique de l’adaptation et coût de la résistance : évolution des fréquences de 3 allèles* de résistance au locus* Ester chez les populations de moustique Culex pipiens, dans la région de Montpellier. Les lignes solides représentent des prédictions ajustées à partir des données de 1986 à 2002. Bien qu’entraînant une résistance aux insecticides organophosphorés, ces allèles peuvent conférer certains désavantages, qui les conduiraient à être éliminés hors des zones de traitement insecticide (le coût de la résistance). Les allèles de résistance les plus coûteux sont remplacés dans le temps par ceux moins coûteux. Adapté de Labbé et al., 2009
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10819/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 102k
Légende Fig. 2 – La variabilité génétique critique est celle en dessous de laquelle l’extinction de la population est certaine, faute de s’adapter suffisamment vite. Le scénario modélisé ici (Gomulkiewicz & Houle 2009), est celui où une population est confrontée à un environnement changeant (comme un climat de plus en plus chaud). La variance génétique est mesurée comme la proportion de la variation phénotypique totale transmissible à la descendance (héritabilité). Les lignes de couleurs plus chaudes correspondent à des environnements changeant plus lentement. Plus la fécondité des individus est grande, plus la population peut tolérer de s’adapter lentement sans s’éteindre. Plus le changement environnemental est rapide, plus la diversité génétique nécessaire pour échapper à l’extinction est grande. Pour de faibles fécondités et des changements rapides, l’adaptation peut être impossible quelle que soit l’héritabilité. Adapté de Lavergne et al., 2010
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10819/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 93k

Auteurs

Biologiste de l’Évolution, Directeur de Recherche au CNRS, ISEM, Montpellier.
jean-christophe.auffray@univmontp2.fr

Biologiste de l’Évolution, Professeur des Universités, Université Montpellier 2, ISEM, Montpellier.
isabelle.olivieri@univ-montp2.fr

Biologiste de l’Évolution, Directrice de Recherche au CNRS, ISEM, Montpellier.
ophelie.ronce@univ-montp2.fr

© CNRS Éditions, 2013

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