RAYONNEMENT ADAPTATIF: PROCESSUS, TYPES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Le rayonnement adaptatif est un phénomène impliquant la diversification évolutive d'un ensemble d'espèces qui conduit à l'apparition, pour une adaptation «rapide» à différentes niches écologiques, de nouvelles formes issues d'une même espèce ancestrale.

Le concept de rayonnement adaptatif a été proposé par Charles Darwin, naturaliste anglais du XIXe siècle, après un voyage qu'il entreprit dans les îles Galapagos, où il observa en détail plusieurs espèces de pinsons insulaires, descendants d'ancêtres continentaux, qui présentaient différentes modifications dans leur bec..

Rayonnement adaptatif du pinson (Source: Jackie Malvin via Wikimedia Commons)

La découverte de ces pinsons représentait pour Darwin la principale preuve zoologique à l'appui de ses théories de la «descente avec modification», puisque les différentes formes de becs qu'il observait, toutes issues de la même lignée ancestrale, semblaient être adaptées pour exploiter différentes ressources de la même niche trophique, la «partitionnant».

Il a été déterminé que les principales causes du rayonnement adaptatif sont liées à l'interruption du flux génétique entre individus d'une même espèce (isolement géographique), à ​​des variations environnementales marquées et à l'absence de prédateurs ou de pressions sélectives négatives.

En ce sens, c'est un fait de l'histoire naturelle que les événements d'extinction de masse ont conduit à l'impressionnant rayonnement adaptatif de nombreux groupes d'êtres vivants, car l'absence d'organismes offre aux espèces survivantes des opportunités de coloniser des niches vides et de passer par des processus. radiation adaptative.

Processus de rayonnement adaptatif

Le rayonnement adaptatif, comme expliqué, est l'apparition de nouvelles espèces écologiquement différentes d'une lignée ancestrale commune.

Ces événements surviennent nécessairement par un processus de spéciation qui, selon le concept d'espèce biologique, implique une interruption du flux génétique (isolement reproductif) entre la progéniture «modifiée» et son ancêtre immédiat.

De nombreux auteurs sont favorables à l'idée que le rayonnement adaptatif est une sorte d '«extension» du processus de spéciation, mais qu'il est motivé par des facteurs écologiques et soumis à des conditions initiales assez particulières.

Habituellement, l'isolement géographique est l'un des principaux facteurs influençant le rayonnement adaptatif, car les populations qui s'isolent sont «obligées» de s'adapter pour profiter de nouvelles niches écologiques ou de l'absence d'anciens prédateurs.

L'un des exemples qui illustre le mieux la façon dont le processus de rayonnement adaptatif se produit est la colonisation des îles, des sommets de certaines montagnes et des lacs jeunes (ou vierges) par des espèces provenant d'autres sources.

Les îles géographiques peuvent être le produit de différents événements géologiques, mais elles peuvent également être considérées comme des îles écologiques, car l'isolement d'individus d'une population en raison de différences de comportement ou d'environnement représente également un obstacle au flux de gènes, ce qui conduit à la spéciation.

Comment le rayonnement adaptatif se produit-il sur une île?

Si l'on considère une île géographique de formation récente (géologiquement parlant), on peut imaginer que celle-ci, dans un premier temps, sera «nue» ou dépourvue de tout être vivant.

Cette île représente donc une opportunité écologique extraordinaire pour la colonisation ou l'installation de toute espèce du continent (continental) ou non, qui peut profiter des ressources écologiques qu'offre cette île.

Les espèces colonisatrices peuvent être des bactéries, des champignons, des algues, des plantes terrestres, des animaux, etc., qui, en s'installant sur la «nouvelle» île, peuvent adapter ou spécialiser certains de ses traits pour l'exploitation trophique, par exemple, d'une nouvelle niche. probablement très différents de la niche dont ils sont issus.

Tôt ou tard, à l'échelle de l'évolution, les différences de caractères qui ont été établies signifieront une barrière à la reproduction qui entravera le flux de gènes entre les individus colonisateurs et les «individus ancestraux» du continent à partir desquels ils se sont diversifiés.

Diversification adaptative vs rayonnement adaptatif

Il est important de noter que la définition moderne du rayonnement adaptatif présente deux caractéristiques principales:

- Le rayonnement adaptatif n'est pas la même chose que la diversification par adaptation (par sélection naturelle) au sein d'une même espèce

- L'adaptation donne lieu à un rayonnement adaptatif

Ce que ces deux phrases signifient, c'est que sans spéciation, on ne peut pas parler de rayonnement adaptatif, tout comme on ne peut pas parler de spéciation sans rayonnement adaptatif (il ne s'agit pas seulement de petits changements individuels comme réponse adaptative à une nouvelle condition environnementale).

Les types

Selon certains auteurs, les événements de radiation adaptative peuvent être «classés» en trois types, ceci en fonction du stimulus qui déclenche le processus. Ainsi, un rayonnement adaptatif peut se produire en raison d'un changement environnemental, d'une adaptation générale ou de la formation d'un archipel.

Lorsqu'il s'agit de rayonnement adaptatif déclenché par des changements environnementaux, cela se produit en raison de la pression sélective qui oblige les espèces à s'adapter à un environnement qui a considérablement changé, afin de survivre.

Le rayonnement se produit alors de telle manière que les nouvelles espèces qui se formeront le feront pour coloniser de nouvelles niches écologiques qui surgiront à la suite desdits changements environnementaux.

Les radiations adaptatives issues d'adaptations générales le font grâce à l'apparition ou au développement de nouvelles capacités chez des individus d'une même espèce, ce qui leur permet de coloniser de nouvelles niches écologiques.

La formation ou l'existence d'archipels, de hautes altitudes montagneuses ou d'îles océaniques représentent l'une des principales causes du rayonnement adaptatif, puisque ces sites peuvent être colonisés par de nouvelles espèces qui doivent s'adapter rapidement à ces lieux, s'écartant évolutivement de leurs ancêtres immédiats.

Exemples de rayonnement adaptatif

- Les animaux

Pinsons (oiseaux)

Darwin a donné à la communauté scientifique le meilleur exemple qu'il a pu obtenir pour démontrer le rayonnement adaptatif chez les animaux: le cas des pinsons dans les îles Galapagos.

Les pinsons sont un type d'oiseau qui se nourrit de graines et appartiennent au genre Geospiza. On pense que ces oiseaux ont récemment divergé les uns des autres, où l'isolement reproductif a eu lieu en raison d'une divergence écologique partiellement associée à l'adaptation à différents types de graines.

Pinsons des Galápagos (Source: Robert Taylor Pritchett via Wikimedia Commons)

Chez les oiseaux, les différences de forme et de taille du corps, ainsi que certaines caractéristiques du chant liées à la morphologie, peuvent conduire à un isolement pré-reproducteur, qui implique progressivement un processus de spéciation.

Cichlidés (poissons)

Un autre exemple classique de rayonnement adaptatif est celui des cichlidés, qui appartiennent à la famille des Cichlidae des poissons tropicaux d'eau douce.

Les espèces de cette famille descendent d'une espèce qui se nourrissait d'algues et de sédiments mous, mais différentes espèces en divergeaient sur des sites différents.

Phylogénie des poissons cichlidés (Source: figure originaleː Joana I.Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier & Ole Seehausen Édité par Dennis Pietras, Buffalo, NY USA via Wikimedia Commons)

Dans un lac connu sous le nom de Barombi Mbo, un processus de radiation adaptative a engendré 11 espèces différentes, parmi lesquelles il y a des espèces prédatrices d'autres poissons et insectes, des espèces qui se nourrissent d'œufs, des espèces filtrantes et d'autres qui se nourrissent comme des éponges.

Un rayonnement adaptatif s'est également produit dans un autre lac, le lac Malawi, peut-être le plus important parmi les cichlidés, où l'on trouve des poissons qui se nourrissent des ectoparasites d'autres poissons et des poissons qui déchirent des morceaux de peau d'autres poissons. Des cichlidés ont également été identifiés qui se nourrissent d'écailles, des œufs d'autres poissons et de leurs larves, etc.

Le rayonnement adaptatif de ces poissons n'était pas seulement dû à l'exploitation de nouvelles niches trophiques (nourriture), mais aussi à certains comportements et modèles d'habitat qui ont été décrits par divers auteurs.

- Les plantes

Un exemple de rayonnement adaptatif est celui des plantes vasculaires et de la colonisation des milieux terrestres. Les plantes vasculaires sans pépins sont apparues pour la première fois dans les archives fossiles du Silurien, mais se sont diversifiées au cours du Carbonifère.

Le rayonnement adaptatif soudain des angiospermes (plantes à fleurs) s'est produit dans le Jurassique, époque à laquelle on pense qu'ils sont issus de fougères avec des graines. Sa complexité a cependant augmenté il y a seulement environ 100 millions d'années.

Lors de la diversification des angiospermes, c'est-à-dire de leur rayonnement adaptatif, il y a eu au moins trois transitions: d'abord, l'apparition du carpelle, puis l'apparition de la double fécondation et enfin l'apparition des fleurs telles que nous les connaissons dans le présent.

Références

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