L’étude d’un petit mammifère met en évidence l’effet des changements climatiques sur la taille des animaux

L’évolution obéit-elle à certaines lois? Pouvons-nous prédire ces lois? Selon une équipe de recherche de l’Université McGill, de l’Université de Cambridge et de l’Université Yale, le toupaye de Belanger, un animal de l’Asie du Sud-Est, déroge de façon surprenante à plusieurs lois régissant la variation de la taille. Les résultats de l’étude jettent un nouvel éclairage sur les effets qu’ont les changements climatiques sur l’évolution de la taille des animaux.

« Peu de modèles écogéographiques sont aussi importants et aussi bien étudiés que la variation de la taille des animaux. C’est pourquoi il existe plusieurs règles bien connues qui, croit-on, régiraient la variation de la taille, comme la loi de Bergmann et la loi de Foster », explique Virginie Millien, coauteure de l’article et professeure agrégée de biologie au Musée Redpath de l’Université McGill.

« En écologie évolutive, il est essentiel de comprendre à quel point ces lois sont répandues, parce qu’elles sont régulièrement utilisées pour prédire la réaction des espèces au réchauffement climatique actuel. Notre étude démontre que, sous l’effet du réchauffement climatique récent, la taille d’une espèce a augmenté, et non diminué, comme le veut la théorie. Ces résultats vont à l’encontre de deux des lois régissant la variation de la taille; les lois les plus testées en écologie », ajoute la professeure Millien.

Notions de base sur les lois régissant la variation de la taille

Selon la loi de Bergmann, les populations d’une espèce vivant dans des régions froides, généralement situées à de hautes latitudes, sont de plus grande taille que les populations vivant dans des régions chaudes habituellement situées à de basses latitudes. Les scientifiques pensent que ce phénomène s’explique par le fait que les gros animaux dépensent moins d’énergie pour maintenir leur température. En effet, puisqu’ils sont de grande taille, leur surface, par laquelle ils perdent de la chaleur, est proportionnellement moins grande par rapport à leur volume. Comme ils dépensent moins d’énergie pour la régulation de leur température, ces animaux peuvent consacrer plus d’énergie à leur reproduction, la raison d’être de l’évolution.

Quant à la loi de Foster, selon celle-ci, les populations de petits mammifères vivant sur des îles sont de plus grande taille que leurs cousins du continent, tandis que les gros mammifères insulaires sont de plus petite taille que leurs cousins du continent.

L’effet des changements climatiques

Bien que ces deux lois aient été de nombreuses fois mises à l’épreuve d’un point de vue strictement géographique, on n’avait jamais étudié sérieusement la possibilité qu’elles changent sous l’effet de changements climatiques rapides. Dans le cadre de la première étude portant sur cette question, l’équipe de recherche a analysé 839 spécimens muséaux de toupayes de Belanger adultes (Tupaia belangeri) capturés sur une période de 130 ans dans l’ensemble de leur habitat, soit autant sur les continents que sur des îles. L’équipe a également analysé des données climatiques historiques.

Un mammifère qui défie les lois

L’équipe a constaté que, contrairement à ce que veut la loi de Bergmann, les toupayes vivant dans les régions chaudes près de l’équateur étaient de plus grande taille. Mais surtout, et ce qui est plutôt surprenant, elle a découvert que les deux lois s’étaient renversées très rapidement entre la fin du XIX^e siècle et la fin du XX^e siècle, et que ce renversement s’était accéléré à mesure que les températures moyennes augmentaient.

« C’est la première fois qu’on constate un tel renversement d’une loi chez une espèce », indique Maya Juman, auteure principale de l’article et doctorante à l’Université de Cambridge. L’étude a également démontré que les deux lois sont liées. En effet, si les toupayes de Belanger du continent dérogeaient nettement à la loi de Bergmann, les individus insulaires, eux, y obéissaient : ils étaient de plus grande taille dans les régions situées à des latitudes élevées et de plus petite taille dans les régions situées à de basses latitudes. La loi de Foster était donc respectée à des latitudes élevées, mais inversée dans les régions près de l’équateur.

« Notre étude met en évidence l’influence de facteurs écologiques dynamiques et potentiellement interdépendants sur la taille des animaux, indique Maya Juman. Il est primordial que nous testions ces tendances les unes avec les autres, et en fonction du lieu et du temps. »

L’équipe de recherche avance également que le toupaye de Belanger n’est probablement pas la seule espèce qui déroge aux lois régissant la taille. « Je crois que nous aurons bien d’autres surprises semblables en ce qui concerne la variation de la taille au sein d’espèces », affirme Link Olson, coauteur de l’article, conservateur des mammifères et professeur de biologie au musée de l’Université d’Alaska et conservateur affilié en mammalogie au musée Peabody de l’Université Yale.

Les données utilisées par l’équipe de recherche, qui proviennent de 16 musées, démontrent l’importance des collections muséales pour la recherche scientifique, estime Eric Sargis, coauteur de l’article, professeur d’anthropologie à la Faculté des arts et des sciences de l’Université Yale et conservateur en mammalogie et en paléontologie des vertébrés au musée Peabody de l’Université Yale.

« Le travail de recherche serait impossible sans les spécimens des musées. Ils nous ont fourni des données importantes sur l’anatomie et la taille, mais, en plus, comme nous pouvions savoir quand et où ils avaient été recueillis, nous avons pu examiner les deux lois sur une longue période », ajoute-t-il.

« Les résultats de notre étude nous rappellent à quel point nous en savons peu sur l’effet du réchauffement climatique rapide et sans précédent sur les espèces », conclut la professeure Millien.

L’étude

L’article « Recent and rapid ecogeographical rule reversals in Northern Treeshrews », par Maya Juman, Virginie Millien, Link E. Olson et Eric J. Sargis, a été publié dans Scientific Reports. Cette étude a été financée par la Fondation nationale des sciences, par une bourse Gates Cambridge et par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

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