De nouvelles espèces à partir de comportements différents

L’espèce de coléoptère Pogonus chalceus vit dans les marais salants de la ville côtière française de Guérande.
03/10/2016
De nouvelles espèces à partir de comportements différents
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Reinout Verbeke

On sait déjà que deux populations d’une même espèce séparées par une barrière naturelle (rivière, chaîne de montagne…) peuvent, avec le temps, évoluer en deux espèces distinctes. Mais le peuvent-elles aussi sans une telle frontière ? Des scientifiques de l’Institut royal des Sciences naturelles de Belgique ont constaté que des comportements différents – acquis au stade larvaire – chez les coléoptères Pogonus chalceus ont conduit deux populations d’une même espèce à se différencier génétiquement. Le biologiste Frederik Hendrickx précise : « Un comportement acquis peut être une première étape importante dans la formation d’une nouvelle espèce, avant l’apparition de modifications génétiques. »

Les biologistes évolutionnistes cherchent à comprendre comment de nouvelles espèces apparaissent. Par exemple, une chaîne de montagnes ou une rivière peut former une séparation entre deux populations de la même espèce. Ces deux populations évoluent loin l’une de l'autre et, avec le temps, finissent, génétiquement, par ne plus appartenir à la même espèce.

Mais une nouvelle espèce peut-elle aussi apparaître sans barrière naturelle entre les populations ? Trois chercheurs de notre Institut ont constaté que les différences de comportement peuvent conduire deux populations à se différencier au sein d'une même espèce. Ces différences de comportement constituent une première étape dans la formation d'une nouvelle espèce, avant même toute modification génétique. 

Coléoptères des marais

L’espèce de coléoptère Pogonus chalceus vit dans les marais salants de la ville côtière française de Guérande. Un groupe se développe dans des zones marécageuses reliées à l’Océan Atlantique et inondées à marée haute. Quand l’eau monte, les coléoptères ne s’enfuient pas, mais restent plusieurs heures sous l'eau, puisant l'oxygène de bulles d'air sous leur carapace. Sous l’eau, les coléoptères sont mieux protégés contre leurs ennemis naturels.

Dix mètres plus loin, on retrouve la même espèce mais dans des zones de marais qui, une fois par an, pendant quelques mois, sont complètement asséchées. Les coléoptères s’y comportent différemment : dès que l'eau arrive, ils s’envolent vers des zones marécageuses plus sèches. Ils ont des ailes plus longues que leurs congénères soumis aux marées quotidiennes.

Le comportement d’abord

Les biologistes évolutionnistes Steven Van Belleghem, Katrien De Wolf et Frederik Hendrickx (IRSNB) ont constaté que ce comportement diffère très tôt, dès le début du stade larvaire. En laboratoire, ils ont soumis les larves artificiellement à des périodes de « flux et reflux » ou de « sécheresse suivie par des inondations de longue durée ». Les larves soumises aux marées tendaient davantage à rester sous l’eau une fois devenues adultes, alors que les autres montraient une tendance à s’envoler.

Il est intéressant de remarquer que l’origine (« sous l’eau » ou « volante ») des larves n’a pas d’importance : seul l'environnement détermine le comportement. Cette différence de comportement entre les deux populations de coléoptères d'une seule et même espèce conduit ces groupes à rester presque exclusivement dans leur propre habitat. Les coléoptères qui peuvent survivre quelques heures sous l’eau pendant les marées seraient asphyxiés dans les marais asséchés pendant des mois. Les autres présenteraient un comportement de vol constant dans une zone soumise aux marées.

« Ainsi les populations ne se mélangent plus et peuvent se différencier toujours plus d’un point de vue génétique » explique Frederik Hendrickx. « Les gènes responsables de la taille des ailes sont déjà différents chez ces deux populations de coléoptères. Sur la durée, on pourrait obtenir deux espèces distinctes. Les modifications génétiques apparaissent donc après les changements de comportement. Autrement dit, les gènes sont des suiveurs, et non des meneurs. » L'étude a été publiée dans la revue Evolution.

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