Une progéniture 18,5 % « plus efficace » que ses parents. L’évolution est beaucoup plus rapide que nous le pensions

Bien que Charles Darwin pensait que le processus d’évolution se déroulait sur des échelles de temps géologiques, nous avons vu depuis des exemples d’évolution adaptative spectaculaire se déroulant sur une poignée de générations seulement. À quelle vitesse l’évolution se manifeste-t-elle ?

Par l’évolution adaptative, la sélection naturelle provoque des changements génétiques dans les traits qui favorisent la survie et la reproduction des organismes individuels. Et bien que Charles Darwin pensait que ce processus se déroulait sur des échelles de temps géologiques, nous avons vu des exemples d’évolution spectaculaire se déroulant sur une poignée de générations seulement ; un papillon de nuit a changé de couleur en réaction à la pollution atmosphérique, le braconnage a fait perdre leurs défenses à certains éléphants et les poissons ont développé une résistance aux produits chimiques toxiques.

Cependant, il est encore difficile de dire à quelle vitesse l’évolution se produit, et nous ne savons pas non plus si elle a joué un rôle dans le destin des populations qui sont mises au défi par les changements environnementaux.

Pour mesurer la vitesse de l’évolution dans la nature, les scientifiques ont étudié 19 populations d’oiseaux et de mammifères pendant des décennies. Ils ont constaté qu’ils évoluaient deux à quatre fois plus vite que ce que les travaux précédents laissaient supposer. Cela démontre que l’évolution peut jouer un rôle important dans la façon dont les caractéristiques et les populations de la faune sauvage changent dans un laps de temps relativement court.

Comment mesure-t-on la vitesse de l’évolution ?

Comment mesurer la rapidité de l’évolution adaptative ? Selon le « théorème fondamental de la sélection naturelle », l’importance de la différence génétique en matière de « capacité » pour survivre et se reproduire entre les individus d’une population correspond également au taux d’évolution de la population. Ce théorème fondamental est connu depuis 90 ans, mais s’est avéré difficile à vérifier dans la pratique. Les tentatives d’utilisation du théorème pour des populations sauvages ont été rares et entachées de problèmes statistiques.

Les auteurs de la nouvelle étude ont travaillé avec 27 institutions de recherche pour collecter des données sur 19 populations sauvages qui ont été suivies depuis longtemps, certaines depuis les années 1950. Des générations de chercheurs ont recueilli des informations sur la naissance, l’accouplement, la reproduction et la mort de chaque individu de ces populations. Ensemble, ces données représentent environ 250.000 animaux et 2,6 millions d’heures de travail sur le terrain.

Ils ont ensuite utilisé des modèles génétiques quantitatifs pour appliquer le « théorème fondamental » à chaque population. Au lieu de suivre les changements dans chaque gène, la génétique quantitative utilise les statistiques pour saisir l’effet net résultant des changements dans des milliers de gènes.

Les enfants sont en moyenne 18,5 % « meilleurs » que leurs parents

Les chercheurs ont également mis au point une nouvelle méthode statistique qui s’adapte mieux aux données que les modèles précédents. Sur 19 populations, ils ont constaté que l’évolution génétique en réponse à la sélection était responsable d’une augmentation moyenne de 18,5 % par génération de la capacité des individus à survivre et à se reproduire.

Cela signifie que les descendants sont en moyenne 18,5 % « meilleurs » que leurs parents. En d’autres termes, une population moyenne pourrait survivre à une détérioration de la qualité de son environnement de 18,5 %. (Cela peut changer si la réponse génétique à la sélection n’est pas le seul facteur en jeu ; nous y reviendrons plus loin).

Compte tenu de ces taux, les scientifiques ont constaté que l’évolution adaptative pouvait expliquer les changements les plus récents des traits de la faune (tels que la taille ou le moment de la reproduction). D’autres mécanismes sont également importants, mais il s’agit d’une preuve solide que l’évolution doit être envisagée parallèlement à d’autres explications.

Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir ?

L’évolution aidera-t-elle les animaux à s’adapter à une époque où les environnements mondiaux se transforment de façon spectaculaire en raison, entre autres facteurs, du changement climatique ?

Malheureusement, c’est là que les choses se compliquent. L’étude n’a pris en compte que les modifications génétiques dues à la sélection naturelle, mais dans le contexte du changement climatique, d’autres forces entrent en jeu.

Tout d’abord, il existe d’autres forces évolutives (telles que les mutations, le hasard et les migrations). Deuxièmement, le changement environnemental lui-même est probablement un moteur plus important de la démographie des populations que le changement génétique. Si l’environnement continue à se détériorer, la théorie nous enseigne que l’évolution adaptative ne pourra généralement pas totalement compenser.

Enfin, l’évolution elle-même peut modifier l’environnement que connaîtront les générations futures. En particulier, lorsque des individus sont en concurrence pour une ressource (telle que la nourriture, le territoire ou les partenaires de reproduction), toute amélioration génétique entraînera une concurrence accrue au sein de la population.

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