L'histoire d'une fleur sauvage qui s'est adaptée à une grave sécheresse en Californie laisse espérer que l'évolution viendra au secours des espèces touchées par le changement climatique, mais il y a des limites
Un lit de rivière fissuré le long de la rivière Sacramento lors d'une sécheresse en Californie
Pour la première fois, nous avons vu une espèce en déclin en raison de conditions météorologiques extrêmes se rétablir grâce à une évolution rapide. Cela signifie-t-il que les espèces qui sont de plus en plus touchées par la hausse des températures et d’autres conditions difficiles peuvent s’adapter à mesure que la planète se réchauffe ?
Il est clair que l’évolution a sauvé d’innombrables espèces du changement climatique dans le passé. Au cours du dernier demi-milliard d'années, le climat de la Terre est passé de beaucoup plus chaud qu'il ne l'est actuellement – avec des crocodiles dans l'Arctique – à beaucoup plus froid. Les plantes et les animaux ont dû s'adapter pour survivre et migrer avec les changements climatiques.
Mais la question clé est le temps. Jusqu’à présent, le changement climatique le plus rapide que nous connaissions était le maximum thermique Paléocène-Éocène, survenu il y a environ 56 millions d’années, lorsque les températures ont augmenté de 5°C à 8°C sur une période d’environ 20 000 ans. Or, les températures pourraient augmenter de plus de 4°C d’ici la fin du siècle. L’évolution peut-elle vraiment faire une différence en si peu de temps ?
La réponse à cette question est définitivement oui, du moins pour les organismes à générations courtes. La dernière preuve vient d'une plante sauvage appelée la fleur de singe écarlate (Mimulus cardinalis), qui a réussi à sortir de la méga-sécheresse qui a touché la Californie entre 2012 et 2015.
Daniel Anstett de l'Université Cornell dans l'État de New York et ses collègues ont commencé à étudier les fleurs de singe en 2010, évaluant chaque année le comportement des plantes sur un certain nombre de sites de leur aire de répartition et prélevant des échantillons pour le séquençage de l'ADN.
Les fleurs de singe sont des plantes qui aiment l'eau et qui vivent le long des cours d'eau, explique Anstett, et elles ont donc été durement touchées par la sécheresse. « Si vous en mettiez un dans un pot et ne l'arrosiez pas pendant quelques jours, il mourrait tout simplement », dit-il.
Trois populations locales ont en effet disparu. Mais bon nombre de ceux qui ont survécu semblent avoir développé une tolérance à la sécheresse en seulement trois ans, avec de nombreuses mutations dans certaines parties de leur génome liées aux adaptations climatiques – et ce sont ces populations qui se sont rétablies le plus rapidement après la sécheresse.
C’est ce que les biologistes appellent le sauvetage évolutif : une espèce survivant à une menace grâce à une évolution rapide. Cela a été démontré dans plusieurs laboratoires, mais Anstett affirme que c'est la première fois que cela se produit dans la nature.
La fleur de singe écarlate est une plante qui aime l'eau
« C'est très difficile à démontrer car il faut trois choses », dit-il : montrer qu'une population est en déclin à cause d'une menace, qu'elle s'est adaptée génétiquement en réponse et que ces changements génétiques lui ont permis de se rétablir.
Il existe de nombreux exemples possibles de sauvetage évolutif, notamment les pinsons des Galapagos qui changent en réponse à la sécheresse, les diables de Tasmanie qui évoluent en réponse à un cancer transmissible, les ravageurs qui développent une résistance aux pesticides et les killifish qui s'adaptent pour faire face aux niveaux extrêmes de pollution dans les rivières américaines. Mais les biologistes n'ont pas été en mesure de cocher les trois cases dans ces cas, explique Anstett.
« Ce troisième lien, pour pouvoir montrer que le rétablissement s'explique par une évolution rapide, cela n'a jamais été fait auparavant à l'échelle d'une aire de répartition entière de l'espèce », dit-il.
Andrew Storfer de la Washington State University, qui étudie les diables de Tasmanie, le reconnaît. « Pour être clair, nous avons démontré une évolution rapide chez les diables de Tasmanie », explique Storfer. « Mais avec les preuves en main, nous ne pouvons pas lier cela à la reprise démographique. »
Cela dit, une sécheresse de trois ans est une question de temps, pas de climat. « Démontrer l’adaptation au changement climatique prendrait du temps », estime Storfer.
En d’autres termes, le fait que les singes-fleurs aient pu évoluer pour survivre à une sécheresse extrême ne signifie pas nécessairement qu’ils seront capables d’évoluer pour faire face à un siècle ou plus de températures en hausse rapide et de conditions météorologiques toujours plus extrêmes. « Les extrêmes à l’avenir pourraient éclipser la sécheresse que nous avons connue », déclare Anstett.
De plus, lorsque les populations déclinent, elles perdent leur diversité génétique – le carburant de l'évolution. Si les populations sont durement touchées à plusieurs reprises sur une courte période, leur capacité à évoluer diminue à chaque fois.
Ainsi, à mesure que le réchauffement climatique se poursuit, les menaces vont devenir de plus en plus grandes, mais la capacité des espèces à évoluer va diminuer. Et les espèces à longue durée de vie avec de longues durées de génération ont au départ très peu de capacité d’évolution rapide.
Néanmoins, Anstett considère ses découvertes comme une bonne nouvelle. « Beaucoup de ces prédictions actuelles sur le déclin des espèces ne tiennent pas compte de l'évolution », dit-il. « C'est une histoire d'espoir. »
