Les scientifiques pourraient avoir percé le « processus de vieillissement » des espèces

Pendant des années, les biologistes évolutionnistes ont cru que les espèces plus âgées n'avaient aucun avantage réel sur les plus jeunes pour éviter l'extinction – une idée connue sous le nom de « théorie de la Reine Rouge » parmi les chercheurs.

“La théorie de la Reine Rouge est que les espèces doivent continuer à courir juste pour rester immobiles, comme le personnage du livre de Lewis Carroll “De l'autre côté du miroir””, a déclaré l'auteur principal James Saulsbury, chercheur postdoctoral au Département d'écologie et de biologie évolutive de l'Université d'Ottawa. KU. “Cette idée a été transformée en une sorte de théorie écologique dans les années 1970 pour tenter d'expliquer une observation selon laquelle le risque d'extinction ne semblait pas changer au cours de la vie des espèces.”

Pourtant, les années n’ont pas été favorables à cette théorie.

“Dans les premières enquêtes sur ce phénomène, les espèces de tous âges semblaient disparaître à peu près au même rythme, peut-être simplement en raison de la relative grossièreté des preuves disponibles à l'époque”, a déclaré Saulsbury. “Cela avait du sens dans le cadre de ce modèle Red Queen, où les espèces sont constamment en compétition avec d'autres espèces qui s'adaptent également à leurs côtés.”

Mais à mesure que de plus en plus de données étaient collectées et analysées de manière plus sophistiquée, les scientifiques ont trouvé de plus en plus de réfutations de la théorie de la Reine Rouge.

“Les scientifiques continuent de découvrir des cas où les jeunes espèces sont particulièrement menacées d'extinction”, a déclaré Saulsbury. “Nous avions donc un vide théorique – un tas d'observations anormales et aucune manière unifiée de les comprendre.”

Mais maintenant, Saulsbury a dirigé des recherches publiées dans le Actes de l'Académie nationale des sciences cela pourrait résoudre ce mystère. Saulsbury et ses co-auteurs ont montré que la relation entre l'âge d'une espèce et son risque de disparition pouvait être prédite avec précision par un modèle écologique appelé « théorie neutre de la biodiversité ».

La théorie neutre est un modèle simple d’espèces écologiquement similaires en compétition pour des ressources limitées, où le résultat pour chaque espèce est plus ou moins aléatoire.

Selon la théorie, “les espèces disparaissent ou s'étendent à partir d'une petite taille de population initiale pour devenir moins vulnérables à l'extinction, mais elles sont toujours susceptibles d'être remplacées par leurs concurrents”, selon un résumé simple de l'article du PNAS. En étendant cette théorie pour faire des prédictions sur les archives fossiles, Saulsbury et ses collègues ont découvert que la théorie neutre « prédit la survie du zooplancton fossile avec une précision surprenante et rend compte des écarts empiriques par rapport aux prédictions de Red Queen de manière plus générale ».

Les co-auteurs de Saulsbury étaient C. Tomomi Parins-Fukuchi de l'Université de Toronto, Connor Wilson de l'Université d'Oxford et de l'Université de l'Arizona, ainsi que Trond Reitan et Lee Hsiang Liow de l'Université d'Oslo.

Bien que la théorie neutre puisse sembler mettre un terme à la théorie de la Reine Rouge, le chercheur de la KU a déclaré que la Reine Rouge avait toujours de la valeur. Il propose principalement l'idée toujours valable selon laquelle les espèces rivalisent les unes contre les autres dans un jeu à somme nulle pour des ressources limitées, se battant toujours pour une plus grande part du gâteau de la nature.

“La théorie de la Reine Rouge a été une idée convaincante et importante dans la communauté biologique évolutionniste, mais les données des archives fossiles ne semblent plus soutenir cette théorie”, a déclaré Saulsbury. “Mais je ne pense pas que notre article réfute vraiment cette idée car, en fait, la théorie de la Reine Rouge et la théorie neutre sont, en profondeur, assez similaires. Elles présentent toutes deux une image d'extinction se produisant à la suite d'une compétition entre espèces pour les ressources et de renouvellement constant dans les communautés résultant d'interactions biologiques.

En fin de compte, les résultats aident non seulement à donner un sens aux forces qui façonnent le monde naturel, mais pourraient également être pertinents pour les efforts de conservation, alors que les espèces sont confrontées à des menaces croissantes liées au changement climatique et à la perte d'habitat dans le monde entier.

“Qu'est-ce qui rend une espèce vulnérable à l'extinction ?” » a demandé Saulsbury. “Les gens souhaitent savoir à partir des archives fossiles si elles peuvent nous dire quelque chose pour aider à conserver les espèces. Le côté pessimiste de notre étude est qu'il existe des situations écologiques dans lesquelles il n'y a pas beaucoup de prévisibilité quant au sort des espèces ; il y a ” Il y a une certaine limite à ce que nous pouvons prédire l'extinction. Dans une certaine mesure, l'extinction sera décidée par des forces apparemment aléatoires – des accidents de l'histoire. Il y a un certain soutien à cela dans les études paléobiologiques. “

Il a déclaré que des efforts avaient été déployés pour comprendre les prédicteurs d’extinction dans les archives fossiles, mais que peu de généralités ont émergé jusqu’à présent.

“Aucun trait ne vous rend immortel ou insensible à l'extinction”, a déclaré Saulsbury. “Mais le côté optimiste de notre étude est que des communautés entières peuvent connaître des schémas d'extinction tout à fait prévisibles et compréhensibles. Nous pouvons avoir une assez bonne compréhension des caractéristiques du biote, comme la manière dont le risque d'extinction des espèces évolue avec l'âge. Même si le sort d’une seule espèce peut être difficile à prédire, celui de toute une communauté peut être tout à fait compréhensible. »

Saulsbury a ajouté une mise en garde : il reste à voir dans quelle mesure l’explication neutre de l’extinction réussit dans différentes parties de l’arbre de vie.

“Notre étude travaille également sur l'échelle de temps géologique en millions d'années”, a-t-il déclaré. “Les choses peuvent paraître très différentes à l'échelle de notre propre vie.”