Certains des problèmes qui limitent le nombre d’espèces dans l’Arctique peuvent contribuer à la création de nouvelles espèces.

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L’Arctique est une région difficile pour la vie de colonisation. Les plantes qui vivent ici doivent faire face à d’énormes variations de température et à une courte saison de croissance. Il y a peu d’espèces végétales qui poussent ici dans les enquêtes, mais les recherches de Lovisa Gustafsson et de ses collègues montrent qu’une partie de la biodiversité de l’Arctique est cachée.

L’étude s’appuie sur des travaux antérieurs qui en ont trouvé trois espèces Draba, ou herbe d’herbe blanche, peut être plus de trois espèces. Cette variation inattendue était due à l’isolement reproductif. Bien que les plantes puissent se ressembler, elles ne se reproduisent pas entre elles et les hybrides qu’elles produisent sont stériles.

Cette spéculation est un défi à l’idée évolutive actuelle. Comme l’écrit Grundt en tant que collègue dans son article : « La flore arctique a longtemps été considérée comme une dépression. En fait, la diminution de la diversité biologique avec l’augmentation de la latitude est l’un des plus anciens modèles connus en écologie. La variation, cependant, est généralement quantifiée par le nombre d’espèces morphologiques ou «taxonomiques». On sait peu de choses sur la diversité des espèces biologiques dans l’Arctique, car des informations sur l’isolement reproductif sont nécessaires pour identifier les espèces biologiques. « 

Grundt et ses collègues suggèrent qu’Arctic Draba a développé un isolement reproductif pour créer de nouvelles espèces. Un problème avec l’idée d’isolement reproductif suggérée par ces auteurs est qu’elle est rapide. L’isolement reproductif met un certain temps à se développer. Combien de temps? Dans cet article, Gustafsson et ses collègues se réfèrent à des travaux antérieurs qui découvrent qu’il faut quatre millions voire huit millions d’années pour se développer. Ils soulignent qu’il s’agit d’un problème lorsque les estimations de l’âge de la toundra arctique ont entre deux et trois millions d’années.

Donc c’est Draba freak, ou y a-t-il quelque chose d’autre qui se passe dans l’Arctique que nous ne connaissons pas?

Pour le savoir, Gustafsson et ses collègues ont expérimenté des espèces collectées dans l’Arctique circumpolaire. Ils ont sélectionné six espèces dans quatre familles avec des parents éloignés. Ils ont alors commencé à croiser des plantes que l’on pense être la même espèce récoltée à des distances différentes les unes des autres. Cela a produit plus de sept cents plants que l’équipe a élevés jusqu’à maturité. Ils ont ensuite testé pour voir si les hybrides étaient stériles. Si les plantes étaient de la même espèce, vous vous attendriez à ce qu’elles aient une progéniture fertile. Gustafsson et ses collègues ont ensuite poussé leurs études plus loin que le travail de Grundt et de ses collègues précédents. Ils ont regardé les graines hybrides.

Ils se sont référés à d’autres travaux qui ont révélé que de telles semences ne pouvaient pas être viables, même lorsque des hybrides produisent des semences, et que les semences hybrides échoueraient en conséquence. On sait que l’échec des semences hybrides peut se développer rapidement. Cet échec se produit généralement lorsque quelque chose interfère avec le développement de l’endosperme, la partie de la graine qui fournit l’énergie nécessaire à la croissance.

Les résultats ont été frappants. Gustafsson et ses collègues écrivent : « Nous avons découvert que de fortes incohérences hybrides se sont développées au sein de cinq espèces arctiques (sur les six examinées) associées à d’autres gènes des Brassicacées (Bellidifolia cardamine et Cochlearia groenlandica) ainsi que d’autres familles de plantes étroitement apparentées; Saxifragacées (Hyperborée Saxifraga), Renonculacées (Renoncule pygmaeus) et les Caryophyllacées (Uralensis Silène). De manière significative, la majorité des populations ont examiné ces cinq espèces taxonomiques ainsi que les trois que Grundt a examinées. et al. (2006) ont accumulé des incompatibilités hybrides et peuvent donc être considérées comme représentant des espèces inactives. De futures études sont nécessaires pour aborder la différenciation morphologique potentielle entre ces populations, mais il est à noter que seule la variation morphologique intraspécifique de ces espèces a été rapportée dans la littérature taxonomique… »

Les résultats sont peu surprenants. On pense qu’un gradient de latitude se produit dans une variété d’espèces. Les tropiques sont considérés comme des endroits plus chauds où vous obtenez la plupart de la variété, et à mesure que vous vous déplacez vers les pôles, le nombre d’espèces diminue. C’est une idée créée en ne reconnaissant pas une partie de la diversité de l’Arctique. Plutôt que les forces qui renforcent les spectres sous les tropiques, elles peuvent être différentes.

Les goulots d’étranglement génétiques peuvent être l’un des facteurs de cette différence. Avoir un petit pool génétique peut conduire à des divergences génétiques entre les populations. Ceci est étayé par des travaux montrant une diminution de la diversité génétique loin de la Béringie alors que les plantes colonisaient l’Arctique après le dernier glacier.

De plus, les pollinisateurs peu fiables signifient que l’autopollinisation peut être la stratégie de reproduction dominante pour les plantes. Ils arrêteront, ou du moins réduiront considérablement, l’échange de gènes avec d’autres populations, contribuant à créer des barrières entre les plantes. Les auteurs écrivent que l’autodiscipline est en effet un problème. « Nos résultats sont remarquables en ce que chacune des cinq espèces d’autocontrôle que nous avons croisées avec succès a montré une stérilité hybride intraspécifique généralisée, mais les espèces individuelles pour lesquelles nous avons pu obtenir des données de croisement, Silene acaulis, n’étaient pas un aperçu. »

Nos résultats, qui montrent un large spectre rapide et rapide chez les plantes arctiques, contrastent fortement avec la vision de l’Arctique comme un « congélateur évolutif » avec de faibles taux d’évolution et une faible diversité d’espèces en raison de contraintes environnementales sévères telles que les basses températures, la croissance de courte saison. . , et la sécheresse… », ont écrit Gustafsson et ses collègues. « Au contraire, nos résultats s’ajoutent à un nombre croissant de preuves suggérant que les plantes peuvent avoir des taux spectraux plus élevés pour les plantes et les animaux aux hautes latitudes, ainsi que des taux d’extinction plus élevés, par rapport aux tropiques… »

ARTICLE DE RECHERCHE

Gustafsson, ALS, Gussarova, G., Borgen, L., Ikeda, H., Antonelli, A., Marie-Orleach, L., Rieseberg, LH, Brochmann, C., 2021. L’évolution rapide de l’isolement reproductif postzygotique est étendue . dans les lignées végétales arctiques. Annales de botanique. https://doi.org/10.1093/aob/mcab128

  • L'origine des espèces: Au moyen de la sélection naturelle ou La préservation des races favorisées dans la lutte pour la vie

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