Biodiversité, insularité et endémisme

L’insularité joue un rôle central dans l’évolution des espèces en créant des conditions uniques de sélection naturelle, d’isolement génétique et de pression écologique.

Mécanisme de l’évolution insulaire

Il existe quatre pressions évolutives, également appelées forces de l’évolution, qui peuvent modifier la structure génétique des populations. Chacune d’entre elles a des effets différents sur la structure génétique et la divergence des populations. Ces quatre forces évolutives sont le flux de gènes, la dérive génétique, la sélection naturelle et la mutation. Ces quatre forces évolutives agissent simultanément sur les populations.

Les flux de gènes

Le flux de gènes se définit par le mouvement d’individus. Le mouvement des individus se caractérise par leur déplacement, que ce soit par le départ ou l’arrivée des individus dans une population. Cela permet de diminuer la différenciation génétique, c’est-à-dire les différences génétiques entre différentes populations.

Les îles sont caractérisées par leur isolement géographique, par conséquent, les flux d’individus, et donc de leurs gènes, sont limités, voire absents, entre les îles et les continents, ou même entre les îles. De plus, le flux de gènes et d’individus provoquant une homogénéité entre les populations, les espèces vivant sur les îles se différencient peu à peu de celles vivant sur le continent ou de l’île d’où elles proviennent.

Cette absence de flux de gènes entraîne une diminution de la diversité spécifique (ou nombre d’espèces différentes sur l’île). Ainsi, prédateurs et espèces compétitrices sont moins nombreux, ce qui influe sur l’évolution des espèces insulaires.

Les petites populations isolées sont soumises à une forte dérive génétique, réduisant leur diversité génétique et augmentant leur vulnérabilité aux extinctions. 

La dérive génétique

La dérive génétique est un phénomène ayant lieu dans toutes les populations mais ses effets sont d’autant plus forts que les populations sont de petite taille. Le flux de gènes entre les individus sur le continent et les individus colonisateurs étant réduit ou absent, la colonisation d’îles par une espèce est une situation où les populations ont peu d’individus sur l’île. La dérive génétique provoque une diminution de la diversité au sein des populations et une augmentation de la variation entre des populations différentes. Ainsi, sur une île, elle provoque une diminution de la diversité au sein de la population de colonisateurs mais une augmentation des différences entre les populations du continent et celles de l’île.

Sachant que dans les petites populations il y a une dominance de la dérive génétique par rapport à la sélection naturelle, les mutations délétères ont autant de probabilité d’être fixées dans la population que les mutations neutres et bénéfiques. Ceci contribue à la perte de diversité génétique et de la capacité d’adaptation, ce qui implique un gros risque d’extinction pour les petites populations en milieu insulaire.

Rappel : La dérive génétique est un mécanisme évolutif aléatoire, contrairement à la sélection naturelle qui elle, est non aléatoire, donc pas due au hasard, qui modifie la fréquence des allèles dans une population.

La sélection naturelle

La sélection naturelle est la variation non aléatoire des fréquences d’allèles. Ce mécanisme est responsable de l’adaptation des organismes à leur environnement. Les conditions environnementales et géographiques des îles sont souvent différentes de celles des continents, ce qui conduit à des pressions de sélection différentes entre ces deux milieux. La sélection naturelle est donc impliquée dans les syndromes d’insularité.

Syndrome d’insularité : Apparition de traits évolutifs marqués comme le géantisme (augmentation de taille chez petits animaux) ou le nanisme (réduction chez grands animaux), liés à l’absence de prédateurs et à la limitation des ressources.

https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/zoologie-nanisme-insulaire-13603/

Vous pouvez revoir les notions de dérive génétique et sélection naturelle sur la page ci-dessous

Mutations

Les mutations sont des événements aléatoires de modification d’un nucléotide (base de l’ADN et ARN) dans la séquence génétique d’un individu. Le résultat de cette mutation peut générer un nouvel allèle si la mutation a lieu sur la séquence codante d’un gène. Par ailleurs, si cette mutation se situe sur un chromosome contenu dans les gamètes, elle peut être transmise à la descendance et se propager au sein de la population sur plusieurs générations, sous l’effet de la sélection naturelle ou de la dérive génétique. Ainsi, les mutations augmentent la variabilité génétique, sont à l’origine des variations des traits phénotypiques (ensemble des traits observables sur un individu) et ont des effets aléatoires sur ces traits. Il y a donc autant de probabilité de voir apparaître de nouvelles mutations au sein des populations insulaires qu’au sein des populations continentales. En revanche, l’influence des mutations sur la structure génétique des populations est très faible, voire négligeable, par rapport aux autres pressions évolutives.

Spéciation et endémisme

L’isolement réduit les échanges génétiques (flux de gènes), favorisant la divergence évolutive. La divergence évolutive est un processus par lequel des espèces ou populations apparentées, issues d’un ancêtre commun, accumulent des différences génétiques, morphologiques ou comportementales au fil du temps, en réponse à des pressions sélectives différentes (environnement, ressources, prédation, etc.). Cela peut conduire à la spéciation, c’est-à-dire la formation de nouvelles espèces. Cela conduit également à la formation d’espèces endémiques, souvent adaptées à des niches écologiques spécifiques.

On peut distinguer :

• le néo-endémisme : espèces récemment apparues in situ (ex. reptiles endémiques des Galapagos).
• le paléo-endémisme : espèces anciennes survivant uniquement sur une île après disparition sur le continent (ex. flore des îles Canaries).

La spécialisation accrue vers des niches écologiques très spécifiques, rendent les espèces extrêmement sensibles aux perturbations humaines et à l’introduction d’espèces invasives