À mesure que les montagnes poussent, elles entraînent l'évolution de nouvelles espèces
Une hypothèse de longue date obtient des données difficiles
Les montagnes ne sont pas seulement belles: ces lieux ont également tendance à accueillir une partie de la plus grande diversité d'espèces de la planète. Nous l'avons connu depuis longtemps, depuis que Alexander von Humboldt, géographe et naturaliste prussien, a d'abord escaladé les Andes au 18ème siècle. Mais personne n'a vraiment compris pourquoi.
Une hypothèse populaire est la suivante: la raison pour laquelle les montagnes ont tant d'espèces différentes est que, lorsque les montagnes sont élevées en collision de plaques tectoniques, le processus crée plus d'environnements et donc plus d'opportunités pour les nouvelles espèces de s'adapter à eux. Cependant, cette hypothèse n'a jamais eu de tests quantitatifs explicites jusqu'à maintenant, selon une étude récente publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences.
Beaucoup d'autres études ont examiné la diversité d'un même groupe de plantes ou d'autres, et les résultats semblent soutenir l'hypothèse populaire. "Cette affirmation est souvent faite. L'hypothèse intègre souvent les récits de ces études, mais elle n'a jamais été testée explicitement "à travers le temps et l'espace, grâce à une comparaison quantitative, affirme le co-auteur de l'étude Richard Ree , conservateur associé de la botanique au Chicago Field Field.
Ree et ses collègues ont constaté que, comme les montagnes Hengduan de Chine se formaient il y a huit millions d'années, le taux de diversification était plus de deux fois plus rapide que celui observé dans l'Himalaya - qui sont assez proches, mais beaucoup plus anciens - pendant le même temps.
Les montagnes Hengduan sont assez jeunes, géologiquement parlant, les Himalaya sont plus de deux fois plus vieux, s'étant formé il y a environ 20 millions d'années. Mais la tache éclate de biodiversité: les montagnes les plus jeunes accueillent plus d'un tiers des 30 000 espèces de plantes vasculaires (essentiellement tout sauf les mousses) trouvées en Chine, explique Ree.
Colin Hughes , professeur adjoint au département de botanique systématique et évolutive de l'Université de Zurich qui n'a pas participé à l'étude, affirme que les chercheurs «ont fait un pas en avant important».
"Nous savons qu'une partie du monde est très diversifiée depuis le 19ème siècle", dit Hughes. "Mais personne n'a compris l'histoire évolutive de ce point d'accès d'une manière générale jusqu'à maintenant, donc c'est une étude marquante".
Pour tester l'hypothèse selon laquelle l'élévation des montagnes augmente plus rapidement les espèces, Ree et son collègue Yaowu Xing ont comparé les histoires évolutives de 19 groupes de plantes dans les monts Hengduan, l'Himalaya et le plateau Qinghai-Tibétain connecté.
"Le fait que ces montagnes ont des âges différents et qu'ils soient juste à côté de l'autre nous donne une expérience naturelle", explique Ree.
En utilisant des arbres évolutifs générés à partir de séquences d'ADN et de données fossiles anciennes, Ree et Wu ont pu confirmer que l'énorme soulèvement tectonique des montagnes Hengduan au cours des huit derniers millions d'années coïncidait avec une diversification rapide.
Ce modèle s'est révélé uniquement lorsque les chercheurs ont considéré tous les 19 groupes de plantes dans leur ensemble. «Les gens [sur le terrain] ont tendance à se concentrer sur un groupe d'une plante à la fois et à raconter leur histoire», explique Ree. "Dans ce cas, vous ne verrez pas nécessairement l'image plus grande [de cette façon], car chaque groupe individuel n'a pas le pouvoir statistique du signal pour vous dire ce modèle".
Ree pense que la prochaine étape est d'étudier les résultats de l'élévation qui peuvent avoir des effets plus directs sur l'évolution. La diversification pourrait être plus susceptible de se produire dans certains habitats ou élévations, par exemple. Hughes pense que les études futures pourraient séparer les plantes par leurs habitats, comme les coquelicots bleus de l'Himalaya dans les zones alpines de haute altitude et les conifères et les érables dans les zones forestières d'altitude, pour voir comment la diversité pourrait varier dans différentes zones. "Je pense qu'il est probable que l'histoire de la diversification de ces différents habitats pourrait être différente", dit-il.
Et tout comme la diversité de Hengduan a été évaluée en la comparant à l'Himalaya, ces nouvelles données pourraient donner un aperçu de l'évolution des espèces d'une autre montagne. Les montagnes sont souvent si isolées de la plaine qui les entourent qu’elles sont appelées «îles du ciel», dit Hughes. Cet isolement fait une étude comparative d'une montagne à l'autre intriguante, car des variables subtiles peuvent rendre une différence drastique par rapport à l'autre dans la même région.
"Ceux d'entre nous qui étudions la diversité de la vie s'intéressent finalement à expliquer l'origine de chaque espèce", explique Ree. "Partout dans le monde, certains endroits ont beaucoup d'espèces, certains ont moins d'espèces, donc une question fondamentale est: pourquoi est-ce le cas? Comment existe-t-il cette disparité de richesse en espèces?
"Si nous espérons avoir une compréhension fondamentale de la vie", dit Ree, c'est quelque chose que nous devons trouver. Et les montagnes peuvent être le laboratoire idéal.