La spéciation – Comment une nouvelle espèce apparaît ?
Les mécanismes à l’origine de l’évolution des populations sont à l’origine de l’émergence de nouvelles espèces.
La spéciation est le processus qui, à partir d’une espèce animale ou végétale, engendre une ou plusieurs nouvelles espèces génétiquement différentes et distinctes. On parle de spéciation lorsque que les espèces (l’ancienne et les nouvelles) ne peuvent plus se croiser et engendrer des descendants viables et fertiles.
Selon le biologiste Ernest Mayr « Pour qu’une nouvelle espèce se forme, il faut donc qu’il se mette en place une barrière qui empêche la reproduction avec les autres espèces. Ce barrage est appelé isolement reproductif ». Cette définition de l’espèce est la plus communément admise.
Exposition La Somme des préhistoires – Musée de Picardie – Amiens – Photo Kroko pour Hominides.com
Le phénomène de spéciation ne se fait pas d’une génération à l’autre, c’est un processus plus ou moins long selon le taux de reproduction des espèces et la fréquence des générations. Pour les hominidés comme beaucoup d’autres espèces on compte en centaines de milliers d’années. Ainsi, le préhistorien François Bon estime qu’« en Afrique et au Proche-Orient donc, entre 300 000 et 150 000 ans, on assiste à une évolution évidente d’individus qu’on appelle Erectus vers ceux que l’on appelle Sapiens. De la même façon, l’Erectus européen devient Néandertal à peu près au même moment.
A noter, pour les scientifiques il est relativement simple de différencier des espèces vivantes mais cela se complique lorsqu’ils travaillent sur des espèces fossiles. Comment savoir si deux espèces fossiles avaient la possibilité de se reproduire ? Une morphologie externe identique ne cache-t-elle pas des différences internes ?
Ce phénomène d’émergence d’une espèce, se nomme la spéciation, soit l’éloignement de populations de la même espèce n’ayant plus de contact entre elles sur des dizaines de générations ». Il existe deux types principaux de spéciations.
La spéciation allopatrique
La spéciation allopatrique (également appelée spéciation vicariante) apparaît lorsqu’une population est divisée en raison d’un événement géographique. La séparation peut intervenir du fait d’une modification de l’environnement comme un tremblement de terre, la formation d’un massif rocheux, d’un océan, la poussée des glaciers, la tectonique des plaques, une barrière climatique… Cette séparation peut également être provoquée par la migration d’une population vers un lieu différent de celui d’origine.
Finalement une même population se trouve physiquement séparée en deux, sans échange génétique possible… Cela peut entrainer une spéciation et former plusieurs espèces génétiquement différentes.
Pour Jean-Baptiste de Panafieu « Imaginons qu’une espèce animale se trouve divisée en deux populations par une barrière infranchissables : un bras de mer, un désert, une chaine de montagnes… Supposons que les conditions de vie ne soient pas les mêmes de part et d’autre de cette barrière. Les deux populations vont être affectées par des mutations de nature aléatoires. Comme elles ne subissent pas les mêmes contraintes, elles vont évoluer dans des directions différentes. Si la séparation dure suffisamment longtemps, cette évolution va aboutir à deux espèces distinctes impuissantes à se reproduire entre elles ».
Dans l’évolution humaine, par exemple, lors des dernières glaciations, plusieurs hominidés se sont trouvés confinés à se développer chacune sur leur « territoire ». Homo neanderthalensis en Europe, Homo erectus en Asie, et Homo sapiens en Afrique forment donc des espèces génétiquement différentes avec des ancêtres communs.
Les pinsons des Galapagos (utilisés comme exemple par Charles Darwin) sont un type de spéciation allopatrique remarquable. En effet, les pinsons ont colonisé différentes îles de l’archipel des Galapagos (Equateur). Les îles étant isolées les unes des autres par l’océan, chaque espèce de pinson a développé un bec spécifique, particulièrement adapté à son environnement. Chaque île a donc son propre pinson avec son bec typique… gros, long, petit, moyen.
La spéciation sympatrique
Plus complexe, la spéciation sympatrique poursuit le même processus que l’allopatrique mais sans isolement physique. Les deux populations occupent la même zone géographique mais l’une des deux (au moins) acquiert des caractères tellement différents qu’il lui devient impossible de se croiser avec l’espèce mère.
Les deux espèces sont donc sur deux niches écologiques différentes : par exemple une population peut évoluer vers un nouveau comportement alimentaire. Des poissons dans un lac peuvent se spécialiser pour les uns dans les algues de bord de l’eau et pour l’autre dans des algues au centre du lac. Les deux populations ne vont plus se « fréquenter » et finir par se différencier génétiquement (phénomène de l’isolement reproductif).
Comme exemple de spéciation sympatrique on peut citer le cas des poissons d’eau douce de la famille des cichlidés des grands lacs africains qui se sont diversifiés en plus de 2 000 espèces !
Dans le lac Victoria par exemple, on ne dénombre pas moins de 500 espèces de cichlidés. Taille, couleur, régime alimentaire, comportement, tous ces poissons se sont différenciés et ont investi des niches écologiques différentes. Dans le cas du lac Victoria les chercheurs estiment que le processus de spéciation s’est déroulé sur une période assez courte, entre 10 000 et 15 000 ans.
Les scientifiques ont également déterminé d’autres types de spéciations, souvent plus compliqués à mettre en lumière.
La spéciation parapatrique
La spéciation parapatrique met en relation deux espèces déjà existantes et séparées. Les deux espèces A et B sont sur des zones écologiques différentes toutefois il peut exister une zone « hybride » où les deux espèces peuvent se rencontrer… Dans cette zone de chevauchement les espèces A et B se croisent et peuvent engendrer une espèce C. C’est une possibilité et pas une assurance. En effet, l’émergence d’hybrides ne suppose pas forcément que ces derniers seront fertiles entre eux.
Ce type de spéciation lié à l’hybridation est plus fréquent que ce qui était prévu.
La spéciation péripatrique
La spéciation péripatrique se produit lorsqu’un petit groupe d’individus (B) quitte la population A. Ce petit groupe B s’installe dans un lieu où la population A n’était pas présente auparavant. Il y a de fortes chances que le groupe périphérique ne détienne qu’une partie des variants génétiques de la population A.
Ce départ et cet isolement va générer une nouvelle espèce avec des variants génétiques spécifiques.
La principale différence entre la spéciation allopatrique et la spéciation péripatrique est que, dans la spéciation péripatrique, la population périphérique tend à être beaucoup plus petite que la population principale.
Sur l’archipel des Galapagos les iguanes terrestres du genre Ctenosaura sont à l’origine de la colonisation des îles. C’est à partir de cette population d’origine que de nouvelles espèces se sont développées par la suite : Conolophus et Amblyrhynchus. La première exclusivement sur la terre et la deuxième avec des possibilités de se nourrir dans la mer.
A retenir
La spéciation se produit lorsque des populations appartenant à la même espèce divergent et s’isolent les unes des autres d’un point de vue reproductif. Cet isolement peut survenir en raison de divers facteurs tels que des événements géographiques, des changements de comportement (sexuels, alimentaires…) ou des mutations génétiques favorables. Au fil des générations ces populations isolées accumulent des différences génétiques conduisant au développement d’espèces distinctes.
Pour le systématicien et professeur (MNHN) Guillaume Lecointre « Une espèce, c’est un nom qu’on va poser sur un segment de généalogie unifié. Unifié, c’est-à-dire qu’il n’est pas divisé, et qu’il est isolé reproductivement des autres flux.
Si ce segment de généalogie venait à se diviser, à la longue les deux branches filles finiraient par ne plus pouvoir se reproduire entre elles. À partir de ce moment-là, par convention nous devrions leur donner à chacune un nouveau nom d’espèce. »
Schéma Neekoo pour Hominides.com
Hominidés.com remercie Jean-Luc Voisin pour sa collaboration.
A lire également,
Néandertal une spéciation par distance ? Jean-Luc Voisin
La spéciation par distance, l’exemple du pouillot verdâtre Jean-Luc Voisin
Denisova… un groupe humain fantôme ou une réalité biologique ? Jean-Luc Voisin
2008 Les lézards de Pod Mrcaru, preuves vivantes de l’évolution…
2010 L’Homme de Denisova et Néandertal, un ancêtre commun ?
2013 Nouvelles origines pour le chien domestique…
2017 Les origines d’Homo floresiensis se précisent
Guillaume Lecointre
Guillaume Lecointre
Léo Grasset
Sous la direction d’Evelyne Heyer
