Oiseaux et mammifères suivent le rythme de la sélection naturelle

Les environnements naturels sont tout sauf constants, et l’une des particularités des changements climatiques actuels est d’exacerber cette variation temporelle, accentuant les extrêmes et rendant le futur moins prédictible. La sélection naturelle, qui résulte de l'interaction des organismes avec leur environnement, n’échappe pas à ces variations. Or une sélection qui varie rapidement, à un rythme de l’ordre du temps de la génération, aura des répercussions sur l’écologie de l’espèce concernée, affectant potentiellement son abondance et en bout de course son risque d’extinction. Cependant, il s’avère très difficile de quantifier précisément la variation temporelle de la sélection naturelle, et il est plus complexe encore de prédire le devenir écologique et évolutif des populations en environnement changeant. L’une des difficultés principales est que les modèles qui théorisent l’adaptation comme l’adéquation des caractères d’un organisme à une valeur optimale déterminée par l’environnement sont très rarement testés empiriquement.

Pour remédier à cela, des chercheurs du Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE – CNRS / Univ. Montpellier / Univ. Paul Valéry Montpellier / EPHE / IRD), à Montpellier, se sont penchés sur des données de date de reproduction observées chez des oiseaux et mammifères marqués individuellement, et dont les populations sont suivies durant plusieurs décennies. La date de reproduction devrait a priori avoir une valeur optimale dans une année donnée, puisqu’il est défavorable de se reproduire trop tôt ou trop tard. En effet, outre éviter des contraintes physiques telles que le froid ou la sécheresse, les parents doivent synchroniser leur reproduction avec le pic d’abondance de ressources avec lesquelles ils nourrissent leurs petits. Plus généralement, il est bien documenté que la phénologie, autrement dit le tempo saisonnier des événements du cycle de vie, dépend largement du climat, et est fortement impactée par le changement climatique actuel. Il semble donc probable que la date de reproduction optimale varie sous l’effet de fluctuations environnementales, faisant varier la sélection entre années.

Afin d’obtenir une vision aussi large que possible de cette variation temporelle de la sélection in natura, les chercheurs du CEFE ont contacté la plupart des groupes de recherches internationaux effectuant des suivis à long terme sur la phénologie de reproduction d’oiseaux et mammifères. Cela leur a permis de conduire une analyse conjointe sur 39 jeux de données avec une méthodologie commune, à l’inverse d’une méta-analyse qui se baserait sur les valeurs préalablement estimées par d’autres études.

Les résultats, parus dans la revue PNAS, démontrent que la sélection sur la date de reproduction varie entre années dans la plupart de ces jeux de données. De plus, il est souvent possible d’attribuer cette variation de la sélection à des fluctuations annuelles dans la date optimale de reproduction. Les chercheurs se sont ensuite intéressés aux individus se reproduisant sur deux années consécutives, afin d’évaluer dans quelle mesure ceux-ci ajustent leur date de reproduction d’une année sur l’autre (par un phénomène nommé « plasticité phénotypique »). Ils ont ainsi pu montrer que chez les oiseaux, ces changements plastiques de la date de ponte suivent en partie les changements de la date optimale, atténuant l’impact des fluctuations environnementales sur les populations. Malgré cela, les dates de reproduction sont généralement en retard par rapport à leur optimum, de sorte qu’une sélection pour plus de précocité est globalement observée sur l’ensemble des jeux de données.

Cette étude est la première à mesurer la variation temporelle de la sélection naturelle de manière systématique sur un grand nombre de populations naturelles suivies sur le long terme, et dans une forme qui permet une confrontation directe aux prédictions théoriques. Reste désormais à comprendre comment ces fluctuations de la sélection naturelle se traduisent en fluctuations démographiques dans ces populations, afin de refermer la boucle entre écologie et évolution.