Isolement géographique: avantages, inconvénients et exemples

L'isolation géographique est un terme utilisé en biologie évolutive et en écologie pour désigner la séparation spatiale d'un groupe d'organismes. Cela peut être dû à un événement naturel, tel que des modifications de la géologie de la région ou des structures artificielles.

Dans la plupart des cas, les espèces sont isolées par la présence de barrières naturelles de différents types, appelées océans, lacs, montagnes, entre autres, qui peuvent réduire considérablement le contact entre les individus de la population.

Une fois que les deux groupes d'individus se sont séparés, les deux environnements auxquels ils ont été exposés exercent des pressions sélectives différentes sur les individus, les obligeant à suivre des trajectoires évolutives différentes.

Les forces évolutives de la sélection naturelle et de la dérive des gènes entraîneront des modifications des fréquences alléliques des nouveaux groupes, ce qui les différenciera de la population parentale.

En fonction de l'ampleur de la séparation et de sa durée, un événement de spéciation peut survenir: formation de nouvelles espèces, augmentant ainsi la diversité du groupe.

De la même façon, l'isolement peut également entraîner l'extinction d'un groupe d'individus, soit par manque de diversité génétique, soit par processus de consanguinité.

Avantages et inconvénients

L'isolement géographique des organismes peut être traduit en deux processus: la spéciation, l'émergence de nouvelles espèces ou l'extinction du groupe qui a connu l'isolement.

Ensuite, nous décrirons en détail chacun des processus, en considérant la spéciation comme un "avantage", car elle augmente la diversité et l'extinction comme un "désavantage":

Spéciation

Le processus par lequel de nouvelles espèces se forment intéresse les biologistes de l'évolution. L'ornithologue Ernst Mayr a énormément contribué à la description de ce phénomène. Selon Mayr, la spéciation est influencée par deux facteurs: l'isolement et la divergence génétique des individus impliqués.

Premièrement, pour que deux populations puissent se différencier suffisamment pour être considérées comme des espèces, le flux de gènes qui les sépare doit être interrompu. En d'autres termes, ils ne devraient pas se reproduire.

Deuxièmement, la divergence génétique doit apparaître pendant la période d'isolement de telle sorte que si les individus reviennent à se rencontrer - en raison de l'effondrement de la barrière qui les séparait initialement - le processus de reproduction ne sera pas efficace et leurs descendants seront relativement plus en forme bas que leurs parents.

L'efficacité du processus d'isolation géographique pour produire une spéciation dépend de plusieurs facteurs intrinsèques au groupe qui se sépare, tels que la capacité de se déplacer.

Spéciation allopatrique

L'événement d'isolement géographique qui donne lieu à des processus de spéciation au moyen de la séparation d'une barrière insurmontable est appelé spéciation allopatric, un terme dérivé des racines grecques qui signifie littéralement "dans un autre pays".

Une fois les espèces isolées physiquement, elles sont soumises à différentes conditions environnementales et à des pressions sélectives qui les guident tout au long de l'évolution.

Prenons comme exemple hypothétique une population de lézards isolée par une rivière, les conditions climatiques du côté gauche peuvent être plus fraîches que celles du côté droit. Ainsi, les mécanismes de sélection naturelle et de dérive des gènes agiront de manière indépendante, conduisant à la différenciation progressive des lézards.

De cette manière, les individus acquièrent différentes caractéristiques, écologiques, éthologiques, physiologiques, entre autres, par rapport aux espèces parentales. Dans un tel cas où la barrière d'isolement a été suffisante pour atténuer l'événement de spéciation, il ne doit pas y avoir de flux de gènes si les deux espèces résultantes se retrouvent.

Il existe un consensus parmi les biologistes qui soutiennent l’importance de la spéciation allopatrique dans la génération de nouvelles espèces, dans la mesure où elle limite effectivement le flux de gènes entre organismes.

L'extinction

Lorsque la séparation des individus se produit grâce à des barrières qui ne peuvent pas être franchies, certains groupes peuvent disparaître.

En se séparant des espèces parentales, la diversité du groupe peut être faible et il peut ne pas s'adapter aux nouvelles pressions imposées par le nouvel environnement auquel ils sont confrontés.

De même, si la population séparée est représentée par un petit nombre d'individus, la consanguinité (croisement entre parents proches) peut avoir des conséquences négatives.

Charles Darwin lui-même était déjà conscient des effets négatifs de la consanguinité sur les populations naturelles. Lorsque vous croisez des parents proches, la probabilité que certains allèles délétères soient exprimés est plus grande.

Par exemple, si dans une famille, il existe un gène pour une certaine pathologie qui est exprimé uniquement lorsque l'individu a les deux allèles (homozygote récessif) et que ses deux frères et sœurs se croisent, il y a une plus grande probabilité que la progéniture porte les deux allèles de la maladie, contrairement à une autre. croisement avec un individu qui ne porte pas ledit allèle délétère.

De même, lorsque les constructions humaines empêchent les animaux de se rendre aux endroits désirés, leur population peut diminuer en raison du manque de nourriture.

Des exemples

Isolement et spéciation chez l'écureuil antilope du Grand Canyon du Colorado

Dans le Grand Canyon, une formation aux dimensions extraordinaires a été sculptée pendant 2 000 ans par le fleuve Colorado. Il est situé dans le nord de l'Arizona aux États-Unis.

Dans cette région, il existe deux espèces d'écureuils qui, selon les recherches, seraient le produit d'un événement de spéciation allopatrique. Une des espèces vit dans la région de gauche et une autre dans la droite, séparées par une distance minimale. Cependant, les deux espèces ne sont pas capables de traverser.

En revanche, les espèces capables de se déplacer librement des deux côtés du canyon n'ont montré aucun signe de spéciation.

Isolement et spéciation chez les poissons du fleuve Congo

Il peut être difficile d'appliquer les concepts décrits pour les espèces aquatiques jusqu'à présent. Cependant c'est possible.

Les cichlidés sont une famille de poissons caractérisée par une immense diversité dans le fleuve Congo. Cette particularité a attiré l'attention des ichtyologistes qui ont cherché à comprendre pourquoi le fleuve était habité par autant d'espèces et quels facteurs favorisaient les événements de spéciation massive.

Après avoir étudié la conformation de la rivière, les scientifiques ont conclu que l’hydrologie de la rivière, provoquée par la turbulence de ses eaux, fonctionnait comme une barrière empêchant le contact - et donc le flux de gènes - d’espèces de poissons très proche.