Deux espèces d’escargots marins, Littorina saxatilis, adaptées à différents environnements. L’écotype du crabe (à gauche) est plus grand et se méfie des prédateurs. L’écotype de vague (à droite) est plus petit et a un comportement audacieux. © David Carmélite
Klosterneuburg, Autriche — En règle générale, les scientifiques pensent qu’il faut d’innombrables siècles pour que l’évolution entraîne des changements majeurs chez n’importe quelle espèce. Cependant, une nouvelle étude a montré que ce processus étonnant se déroulait en un clin d’œil.
Une équipe de chercheurs de l’Institut des sciences et technologies d’Autriche (ISTA) et de l’Université du Nord en Norvège a observé que les escargots de mer évoluent pour ressembler étroitement à leurs ancêtres en seulement 30 ans – une fraction du temps en termes d’évolution.
L’histoire commence en 1988 lorsqu’une prolifération d’algues toxiques a anéanti les populations d’escargots de mer des petits affleurements rocheux, appelés skerries, sur l’archipel de Köster, près de la frontière suédo-norvégienne. Bien que ce désastre environnemental puisse paraître insignifiant pour beaucoup, pour l’écologiste marine Kirsten Johansson de l’Université de Göteborg, il s’agit d’une opportunité unique d’étudier l’évolution en action.
Quatre ans après la prolifération d’algues, en 1992, Johansson a décidé de réintroduire les escargots dans l’un de ces pâturages désormais vides. Et voici le problème : au lieu de ramener le même type d’escargots qui vivaient là auparavant, ils ont introduit un groupe complètement différent du même type, Litorina saxatilis.
Ces escargots de mer, que l’on trouve couramment le long des côtes de l’océan Atlantique Nord, ont développé différents traits pour s’adapter à leur environnement spécifique. Les deux espèces principales sont connues sous le nom d’« escargots vagues » et d’« escargots crabes ». Escargots ondulésHabitant à l’origine les rochers rocheux, ils étaient petits avec des coquilles minces, de grandes évents arrondis et un comportement audacieux, des adaptations qui les ont aidés à survivre dans des environnements battus par les vagues. Escargots de crabeEn revanche, ils sont plus grands, ont une carapace plus épaisse, des ouvertures plus petites et un comportement plus méfiant, des traits qui les protègent des prédateurs de crabes dans les eaux plus calmes.
L’expérience de Johansson consistait à introduire des escargots crabes dans un domaine skiable qui abritait auparavant des escargots vagues. La question était : comment ces escargots crabes pourraient-ils s’adapter à leur nouvel environnement exposé aux vagues ?
Les résultats ont été publiés dans la revue Avancement de la science C’était tout simplement incroyable. En quelques générations seulement – les escargots se reproduisent une ou deux fois par an – les scientifiques ont commencé à constater des preuves d’adaptation. Au cours de 30 ans, les escargots crabes cultivés ont évolué pour ressembler aux escargots vagues qui habitaient la roche avant la floraison des algues.
« Au cours de 30 années d’expérimentation, nous avons pu prédire avec précision à quoi ressembleront les escargots et quelles régions génétiques seront impliquées. La transformation a été rapide et spectaculaire », explique Diego Garcia Castillo, étudiant diplômé de l’ISTA. l’un des principaux auteurs de l’étude. Communiqué de presse.
Ce qui rend cette étude particulièrement fascinante, c’est que les escargots n’ont pas développé ces nouvelles caractéristiques à partir de rien. Au lieu de cela, ils ont profité de la diversité génétique déjà présente dans leur population, bien qu’à de faibles niveaux. Cette diversité génétique existante, combinée au flux génétique potentiel des populations voisines d’escargots des vagues, a permis une adaptation rapide au nouvel environnement.
Les implications de cette étude s’étendent au-delà du monde des escargots. À une époque de changements environnementaux rapides, il est crucial de comprendre comment les espèces s’adaptent rapidement.
« Ce travail nous permet d’examiner de plus près l’évolution récurrente et de prédire comment une population pourrait être capable de développer des traits qui ont évolué séparément dans le passé dans des conditions similaires », explique Garcia-Castillo.
Anya-Marie Westram, chercheuse à l’Université du Nord et co-auteur de l’étude, souligne l’importance de la diversité génétique dans l’adaptation.
« Toutes les espèces n’ont pas accès à de vastes pools génétiques, et le développement de nouveaux traits à partir de zéro est très lent. L’adaptation est très complexe, et notre planète est également confrontée à des changements complexes avec des périodes d’événements météorologiques extrêmes, un changement climatique rapide et la pollution », explique-t-il. Westram et de nouveaux parasites. « Cette recherche pourrait aider à convaincre les gens de protéger toute une série d’habitats naturels afin que les espèces ne perdent pas leur diversité génétique. »
Alors que notre planète est confrontée à des changements complexes, notamment des événements météorologiques extrêmes, le changement climatique, la pollution et l’apparition de nouveaux parasites, la capacité des espèces à s’adapter rapidement pourrait être la clé de leur survie. Cette étude donne un aperçu du fonctionnement de l’évolution sur des échelles de temps relativement courtes, offrant un espoir aux espèces confrontées à des changements environnementaux rapides.
Aujourd’hui, le nombre d’escargots trouvés sur les pentes expérimentales est passé à environ 1 000, démontrant leur remarquable capacité à s’adapter et à prospérer dans de nouvelles conditions. Alors que nous continuons à faire face à des défis environnementaux à l’échelle mondiale, les leçons tirées de ces minuscules escargots marins pourraient s’avérer inestimables pour comprendre et peut-être prédire comment les espèces réagiront à notre monde en évolution.
Résumé papier
méthodologie
Dans cette étude, les chercheurs voulaient savoir s’ils pouvaient prédire comment se formerait un groupe d’escargots de mer. Litorina saxatiliss’adaptera au nouvel environnement. Pour ce faire, ils ont déplacé les escargots d’un habitat dominé par les prédateurs de crabes vers un endroit où de fortes vagues façonnent l’environnement. Cela s’est produit sur la côte suédoise, où une petite île rocheuse a servi de site d’essai. Les escargots ont été observés pendant 30 ans pour suivre l’évolution de leurs caractéristiques physiques (telles que la taille et la forme de leur coquille) et de leur constitution génétique.
L’étude s’est concentrée sur la question de savoir si les changements dans les caractéristiques et les gènes de la coquille correspondraient à ce que les chercheurs ont déjà observé chez les escargots qui se sont naturellement adaptés à différents environnements ailleurs. Ils ont prédit des changements dans les traits physiques, la fréquence de traits génétiques spécifiques et les arrangements chromosomiques au fil du temps.
Principales conclusions
Les chercheurs ont constaté des changements spectaculaires chez les escargots transplantés dans des habitats dominés par les vagues. Au fil du temps, les escargots ont commencé à ressembler davantage à des résidents locaux qui évoluaient naturellement dans des environnements soumis à de fortes vagues. Par exemple, leurs coquilles sont devenues plus minces, avec des formes et des motifs différents par rapport aux coquilles plus épaisses et plus protectrices des escargots que l’on trouve dans l’habitat du crabe.
Génétiquement, bon nombre des changements prédits par les chercheurs se sont également réalisés. Les gènes associés à la survie dans un environnement fortement surfé sont de plus en plus courants. Dans l’ensemble, les escargots se sont adaptés rapidement et, en quelques années seulement, ils ressemblaient et se comportaient davantage comme des escargots s’adaptant aux vagues.
Limites de l’étude
Premièrement, l’étude a été menée dans un environnement très spécifique, ce qui signifie que les résultats peuvent ne pas s’appliquer à tous les types de changements environnementaux. Les vagues et les crabes ne représentent qu’un ensemble de stress naturels, et d’autres facteurs tels que les changements de température ou la pollution peuvent affecter différemment les escargots.
L’étude s’est également concentrée sur un type spécifique d’escargot et pourrait ne pas s’appliquer à d’autres organismes. Enfin, comme les chercheurs ont dû s’appuyer sur des échantillonnages occasionnels sur 30 ans, il se peut qu’il y ait eu des lacunes dans les données qui ne capturaient pas tous les détails les plus fins de l’évolution des escargots.
Discussion et points à retenir
L’idée principale de cette étude est que nous pouvons prédire comment les populations s’adapteront aux changements environnementaux en fonction de ce que nous savons de leur diversité génétique et de la manière dont elles se sont adaptées ailleurs. Les escargots de cette expérience se sont adaptés rapidement, montrant que les espèces présentant une diversité génétique existante peuvent survivre à des changements environnementaux rapides.
Il s’agit d’une découverte importante dans le contexte du changement climatique et d’autres transformations environnementales d’origine humaine. Cependant, l’étude souligne également que ce type de prévisibilité peut ne pas être valable dans toutes les situations, notamment lorsque les changements environnementaux sont complètement nouveaux ou extrêmes.
Financement et divulgations
Ce projet a reçu le soutien de diverses sources, notamment du Conseil norvégien de la recherche, du Conseil suédois de la recherche, du Conseil européen de la recherche, du Fonds scientifique autrichien et de la Fondation portugaise pour la science et la technologie. La recherche a été menée sur des animaux en Suède, conformément à des réglementations strictes concernant le traitement des animaux dans le cadre d’études scientifiques. Aucun conflit d’intérêt significatif n’a été déclaré par les chercheurs.
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