Des géants en diminution : comprendre l’évolution de la taille des animaux

Les chercheurs ont proposé une nouvelle théorie expliquant la tendance déconcertante de l’évolution de la taille des animaux, un sujet qui intrigue les scientifiques depuis des décennies.

Dirigée par le Dr Shovonlal Roy de l’Université de Reading, la recherche donne un aperçu des raisons pour lesquelles certaines espèces, telles que les chevaux d’Alaska, les tortues Cryptodira et les lézards des îles, ont présenté une diminution de taille au fil du temps.

Pressions évolutives

L’étude repose sur l’interaction de deux facteurs écologiques essentiels : l’intensité de la compétition directe pour les ressources entre les espèces et le risque d’extinction dû à des facteurs environnementaux.

Dans les scénarios où la concurrence directe est moins féroce, les espèces ont tendance à grossir. Cependant, cette augmentation de taille peut les rendre plus susceptibles de disparaître, comme on l’observe dans le cas des dinosaures. Cet équilibre complexe met en évidence la nature dynamique des pressions évolutives qui façonnent la taille des animaux.

«Tout comme la façon dont nous essayons de nous adapter au temps chaud ou froid selon l’endroit où nous vivons, nos recherches montrent que la taille des animaux peut augmenter ou diminuer sur de longues périodes en fonction de l’habitat ou de l’environnement», a déclaré le Dr Roy.

Concurrence directe

« Dans les endroits et les époques où il y a une forte concurrence entre les différentes espèces pour la nourriture et l’abri, la taille des animaux diminue souvent à mesure que les espèces se propagent et s’adaptent à la répartition des ressources et des concurrents. Par exemple, les petits chevaux qui vivaient en Alaska pendant la période glaciaire ont rapidement diminué en raison des changements climatiques et de la végétation.

« Là où la concurrence directe est moindre, la taille a tendance à augmenter, même si le fait d’être très grand et peu nombreux peut rendre les animaux plus vulnérables à la disparition – comme ce qui s’est passé avec les dinosaures. »

« Les changements dans les facteurs écologiques aident à expliquer pourquoi les archives fossiles montrent des mélanges si confus de modèles d’évolution de taille, certaines lignées diminuant avec le temps et d’autres augmentant. »

Remettre en question les hypothèses précédentes

En utilisant des modèles informatiques sophistiqués pour simuler l’évolution, l’équipe de recherche a découvert des modèles d’évolution de la taille qui remettent en question les hypothèses précédentes, en particulier celles liées à la « règle de Cope ».

Cette règle, nommée d’après le paléontologue Edward Cope du XIXe siècle, suggère une tendance générale dans l’évolution des groupes d’animaux vers des tailles corporelles plus grandes sur des millions d’années.

Par exemple, l’évolution des chevaux, depuis leurs petits ancêtres de la taille d’un chien jusqu’à leurs formes actuelles plus grandes, illustre cette règle. Cependant, les archives fossiles présentent une image plus complexe, certaines espèces grandissant tandis que d’autres deviennent plus petites.

La règle de Cope

« La règle de Cope stipule que les lignées évoluent vers des tailles corporelles plus grandes au fil du temps évolutif », ont écrit les auteurs de l’étude.

« Reconnaissant que des tailles corporelles plus grandes améliorent souvent la capacité d’un animal à capturer des proies, à éviter les prédateurs, à combattre les concurrents, à maintenir le métabolisme, à augmenter l’inertie thermique, à s’adapter aux variations climatiques, à résister à la famine, à prolonger la longévité, à attirer des partenaires et à améliorer le succès reproducteur, les chercheurs ont émis l’hypothèse que La règle de Cope s’applique à tous les animaux – et à tous les mammifères en particulier. Cependant, les preuves empiriques concernant l’évolution de la taille du corps sont remarquablement contradictoires.

Trois modèles distincts

Les chercheurs ont identifié trois modèles distincts de changement de taille corporelle :

• La taille augmente progressivement avec le temps, généralement observée chez les animaux marins, où la compétition est principalement basée sur la taille du corps plutôt que sur les différences de niche.
• Augmentation de la taille suivie d’événements d’extinction, où les prédateurs de grande taille sont les plus vulnérables, laissant la possibilité à d’autres espèces d’évoluer vers des formes plus grandes.
• La taille diminue progressivement au fil du temps, se produisant dans des situations de forte concurrence et de chevauchement de l’utilisation de l’habitat et des ressources, conduisant à une divergence en niches distinctes et à une réduction ultérieure de la taille.

Implications de l’étude

« Les trois modèles macroévolutionnaires différents que nos analyses ont révélés ont le potentiel de réconcilier et d’affiner le débat sur la validité de la règle de Cope en fournissant un cadre conceptuel plus riche pour évaluer et comprendre les modèles phylétiques », ont écrit les auteurs de l’étude.

« En allant au-delà de la simple documentation d’une tendance vers des tailles corporelles plus grandes en faisant la distinction entre une augmentation progressive vers un équilibre évolutif et une augmentation perpétuelle provoquée par les extinctions, il pourrait être possible de concentrer les efforts paléontologiques sur les taxons et les systèmes connus pour présenter des risques d’extinction plus élevés. et dans lequel les pressions de sélection pour des tailles corporelles plus élevées peuvent être plus importantes.

« Ainsi, notre étude ouvre la possibilité de cartographier les déterminants écologiques et les mécanismes basés sur les processus sur les modèles contrastés d’évolution de la taille corporelle observés dans la nature. De cette façon, plusieurs hypothèses vérifiables peuvent être formulées sur la base des résultats que nous avons rapportés ici.

L’étude est publiée dans la revue Biologie des communications.

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