La réponse évolutive d’une espèce de mouche au réchauffement climatique s’est accélérée à un rythme sans précédent

Bien que cela soit en principe une bonne chose, le phénomène fait craindre que le rythme du réchauffement climatique n’épuise la capacité d’adaptation évolutive de nombreuses espèces.

Des chercheurs de l’Université autonome de Barcelone (UAB) ont observé comment l’augmentation des températures et les vagues de chaleur des deux dernières décennies ont accéléré la présence d’une variation génétique qui augmente la tolérance aux températures élevées dans les populations d’une espèce de mouche très commune en Europe. forêts, Drosophila subobscura. La réponse évolutive s’est produite en augmentant la fréquence relative des variations génétiques qui existaient déjà chez les individus de l’espèce, et non par de nouvelles variations, ce qui implique un taux de réchauffement qui aurait pu mettre en danger les espèces présentant moins de variabilité génétique.

La recherche sur les réponses évolutives au réchauffement climatique est laborieuse. Les études sont rares et remontent à la fin du siècle dernier, mais elles montraient déjà que ces réponses se produisaient. Afin d’actualiser le suivi des réponses évolutives dans un contexte où le réchauffement climatique a continué de s’aggraver, les chercheurs du Département de Génétique et Microbiologie de l’UAB Francisco Rodríguez-Trelles Astruga et Rosa Tarrío Fernández ont étudié les variations génétiques des espèces de mouche Drosophila subobscura, beaucoup plus petite que la mouche domestique et commune dans les forêts d’Europe.

Chez cette espèce, l’adaptation au climat se produit par un type de variation génétique connu sous le nom de polymorphisme d’inversion chromosomique. Certaines inversions (un type de mutations qui modifient l’orientation des segments du génome) confèrent à leurs porteurs une plus grande tolérance au froid, tandis que d’autres confèrent plus de tolérance à la chaleur. Les résultats obtenus par les chercheurs de l’UAB corroborent ceux obtenus dans des études antérieures, qui indiquaient que la proportion d’investissements favorisant la tolérance à la chaleur augmentait et celle de ceux favorisant la tolérance au froid diminuait. L’étude montre pour la première fois comment cette tendance s’est accélérée au cours des deux dernières décennies dans l’Europe tempérée par rapport à la Méditerranée à un rythme sans précédent, suite à l’incidence de vagues de chaleur de plus en plus longues et intenses.

« L’étude a débuté en 2015 et a nécessité un travail laborieux sur le terrain et en laboratoire. Pendant 4 ans, nous avons capturé des échantillons de Drosophila subobscura dans 12 sites européens situés à différentes latitudes. Les habitants locaux nous ont raconté leur expérience de témoins de canicules qu’ils n’avaient jamais connues auparavant. Ensuite, chacun des échantillons a été caractérisé génétiquement à leur arrivée dans notre laboratoire de l’UAB », explique Francisco Rodríguez-Trelles. Les chercheurs ont prélevé des échantillons à Vienne (Autriche), Louvain (Belgique), Lagrasse, Montpellier et Villars (France), Tübingen (Allemagne), Groningue (Pays-Bas), Loèche (Suisse), Málaga, Punta Umbría, Riba-roja de Túria et Queralbs (Espagne).

Les projections indiquent que, sans davantage d’efforts pour arrêter le réchauffement climatique, les populations actuelles d’Europe centrale de cette espèce seront devenues génétiquement impossibles à distinguer de celles du sud de l’Europe vers le milieu des années 2050.

Pour le professeur Francisco Rodríguez-Telles, qui coordonne le programme de doctorat en génétique à l’UAB, « il s’agit d’une espèce sans précédent, car il s’agit d’une espèce modèle qui apparaît dans les manuels scolaires comme un exemple de la façon dont la variabilité génétique confère une adaptation au climat ». différentes latitudes. Chez les spécimens de Drosophila subobscura, les chercheurs n’ont pas détecté l’apparition de nouvelles inversions qui confèrent une plus grande adaptation à la chaleur que les inversions existantes, ce qui signifie que le taux d’apparition de nouvelles inversions est trop lent pour suivre l’augmentation de la température. Cette perspective est particulièrement alarmante si l’on tient compte du fait qu’un grand nombre d’espèces d’insectes sont moins équipées pour s’adapter évolutivement au réchauffement climatique que Drosophila subobscura.

Les mouches drosophiles, une classe de mouches largement utilisée dans la recherche scientifique. (Photo : Centre de recherche Ames de la NASA / Dominic Hart)

Plasticité et évolution, mécanismes d’adaptation à l’augmentation de la température

Selon les prévisions scientifiques, le réchauffement climatique d’origine humaine continue de s’aggraver et ses conséquences néfastes s’accumulent. Il existe deux mécanismes fondamentaux d’adaptation à l’augmentation de la température : la plasticité et l’évolution. La première opère au niveau de l’individu particulier, tandis que la seconde opère au niveau des populations et des espèces. Des exemples de plasticité sont l’acclimatation physiologique au même endroit ou le changement d’un endroit à un autre avec une température plus tolérable. Lorsque l’augmentation de la température dépasse la capacité d’acclimatation de certains individus et qu’aucun refuge thermique n’est trouvé, la survie de l’espèce dépend des individus les plus génétiquement thermotolérants et l’évolution se déclenche, ce qui est le mécanisme de réponse analysé dans cette étude.

“L’observation des réponses évolutives au réchauffement climatique est à la fois une bonne et une mauvaise nouvelle”, explique Rodríguez-Trelles. « Bien, car cela signifie qu’il existe des variantes génétiques de tolérance au stress thermique. Mauvais, car cela signifie une mortalité pour les malheureux porteurs de variantes génétiques de thermotolérance insuffisante. De plus, si le réchauffement est trop rapide et se poursuit trop longtemps, même les individus les plus thermotolérants peuvent succomber, entraînant l’extinction de l’espèce », conclut le chercheur de l’UAB.

L’étude s’intitule « Réponse évolutive de Drosophila subobscura au réchauffement climatique en Europe ». Et cela a été publié dans la revue académique Nature Climate Change. (Source : UAB)