Imaginez la jungle. Il s’agit probablement d’une forêt dense, remplie des chants de différents oiseaux et du bourdonnement de milliers d’espèces différentes d’insectes. Imaginez maintenant la toundra : une région aride et balayée par le vent avec relativement peu d’espèces de plantes ou d’animaux.
Ces deux endroits mettent en évidence un phénomène intéressant : certains endroits sur Terre abritent beaucoup plus d’espèces que d’autres. En effet, la répartition mondiale des espèces suit un schéma étonnamment cohérent : en général, il y a plus d’espèces près de l’équateur et moins à mesure que l’on se déplace vers les pôles. ce « Gradient de biodiversité en latitude« Cela peut être observé dans de nombreux groupes d’organismes différents au fil du temps.
Une explication possible de la présence d’un plus grand nombre d’espèces plus près de l’équateur est la suivante. Les changements climatiques de l’équateur aux pôles affectent la capacité de nouvelles espèces à évoluer – appelé processus Taper.
La diversité au travail
Notre équipe de recherche est à l’Université de la Colombie-Britannique Elle s’est tournée vers des outils et des espèces uniques pour suivre l’impact du climat sur l’évolution et ce que cela signifiait pour l’émergence de nouvelles espèces. Et nous avons fait cette recherche alors que nous étions coincés à la maison pendant les confinements liés au coronavirus.
La pyrale d’automne est un papillon que l’on trouve du Mexique au Canada (il a une portée d’environ 4 000 km) et ses larves ont la tête noire ou rouge. Bien que cela puisse sembler une différence subtile, les chenilles de ces différentes couleurs semblent avoir des comportements différents et apparaître à différents moments de l’année, et les études génétiques suggèrent que c’est le cas. évoluer vers différents types.
Ce papillon a également été trouvé dans des climats très différents, ce qui nous permet d’explorer comment la latitude et le climat affectent sa capacité à passer d’une espèce à deux.
Cependant, nous avons eu un problème : avec les confinements mondiaux et les restrictions de voyage, nous ne pouvions même pas quitter nos maisons, et encore moins échantillonner des larves sur tout un continent. Nous nous sommes donc tournés vers la science participative. Certaines applications et sites Web utilisent des images ou des clips audio téléchargés par les utilisateurs pour identifier les plantes et les animaux, créant ainsi d’énormes bases de données d’observations de la nature.
Grâce à nos observateurs de jardin, nous avons pu accéder à des milliers d’observations à travers l’Amérique du Nord depuis nos maisons pour commencer à étudier les espèces à une large échelle géographique.
La naissance de nouvelles espèces
La spéciation se produit lorsque deux groupes d’organismes appartiennent à la même espèce. Ils sont séparés par une barrière qui les empêche de se multiplier. La manière la plus connue pour y parvenir consiste à créer une barrière physique entre les groupes, comme une chaîne de montagnes ou une région. Autoroute.
Pour la pyrale d’automne, la barrière qui la fait muter en deux espèces différentes est le temps. En général, les espèces de papillons n’émergent et ne se reproduisent qu’en été, et lorsqu’elles le font, elles ne se reproduisent que pendant quelques semaines au maximum.
Les pyrales d’automne à tête rouge et noire ont tendance à émerger et à se reproduire à différents moments de l’été, et cette fois-ci Cela crée une barrière qui les amène à se transformer en deux espèces différentes.
Les étés vers l’équateur ont tendance à être beaucoup plus longs, de sorte que les pyrales d’automne traversent plus de cycles de vie par an que les populations du nord, qui ne peuvent se reproduire qu’une seule fois au cours de leurs étés courts. Et si les pyrales à tête rouge et à tête noire se rapprochent de l’équateur Ils ont plus de flexibilité lorsqu’ils peuvent se reproduire, ils pourront peut-être mieux s’éviter à temps.ce qui rend la reproduction plus efficace.
Chenilles en lock-out
Grâce à l’apparence délicate de la pyrale d’automne et à son statut de ravageur des jardins, des milliers de photographies datées et géolocalisées sont disponibles sur le site scientifique participatif. iNaturaliste. Nous avons révisé 11 000 photos de la pyrale d’automne Parmi plus de 7 000 utilisateurs, vérifiant manuellement des milliers d’images pour voir si une chenille a une tête rouge ou noire.
(Sarah Smith/iNaturaliste), CC par
Bien qu’il s’agisse d’une percée majeure, ces méthodes nous ont ouvert une fenêtre sur les populations de pyrales d’automne, de la Floride à l’Ontario. Pour voir comment les espèces changent selon les latitudes, nous avons collecté les heures et les dates de prise de chaque image de pyrale d’automne et mesuré la coloration des larves à partir de chaque image.
En utilisant toutes ces observations, nous avons constaté que dans les régions du nord aux étés courts, Les larves de la pyrale d’automne à tête rouge et noire ont été forcées de se reproduire en même temps et avaient une coloration plus similaire.. Cela indique qu’il y a eu davantage de reproductions entre les groupes et que leur apparence et leur comportement étaient plus proches d’une seule espèce.
Cependant, dans son aire de répartition sud, les chenilles à tête noire et à tête rouge étaient capables de séparer davantage leurs générations et avaient une coloration moins similaire, ce qui signifie qu’elles étaient peut-être plus avancées dans le processus de métamorphose.
climat et diversité
Nous avons constaté que les différences climatiques entre l’équateur et les pôles influencent la façon dont les espèces évoluent lorsque le temps est une contrainte, reflétant le gradient biologique de la biodiversité. En bref, le climat peut modifier la facilité avec laquelle les espèces se forment.
Presque là Il existe 2,1 millions d’espèces répertoriées sur Terre, dont plus d’un million sont des insectes. (Avec des millions d’autres non découverts), ce qui en fait les animaux les plus diversifiés de la planète.
Les espèces migrent, soit les espèces envahissantes Venir dans de nouveaux endroits, ou Se déplacer vers les pôles pour échapper aux climats plus chauds.
Les humains ont un impact énorme sur les écosystèmes de notre planète, et De nouvelles espèces pourraient se former aussi rapidement qu’elles disparaissent. Ainsi, pour comprendre les processus qui déterminent la biodiversité sur Terre, nous devons comprendre comment ces processus affectent les organismes qui constituent une grande partie de cette biodiversité.
