L’évolution (rapide) des espèces

Etienne Plamondon Emond Collaboration spéciale
La truite mouchetée, espèce indigène du Québec, est considérée comme une espèce exotique envahissante en Alberta.
Photo: Catherine Valiquette La truite mouchetée, espèce indigène du Québec, est considérée comme une espèce exotique envahissante en Alberta.

Ce texte fait partie d'un cahier spécial.

On imagine souvent l'évolution des espèces par des transformations biologiques qui s'étendent sur des siècles, voire des millénaires. Mais elles se produisent parfois à l'intérieur de décennies, dans certains cas en raison de l'activité humaine. De plus en plus de recherches se tournent vers nos lacs et cours d'eau pour observer, mesurer et comprendre ces changements ainsi que leurs conséquences sur les écosystèmes. 

Un million d’espèces sont menacées d’extinction. Ce message clé du rapport de la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) a monopolisé les manchettes au début du mois de mai. Mais d’autres messages dans le sommaire, remis aux décideurs le 6 mai dernier, se révèlent préoccupants. L’un d’eux souligne que l’activité humaine crée des conditions d’évolutions biologiques rapides, « si rapides que les répercussions peuvent être observées en quelques années et encore plus vite ». Une donne dont il faut tenir compte dans les stratégies pour protéger des espèces vulnérables comme pourduire l’influence des espèces nuisibles.

L’un des experts associés à l’IPBES et impliqué dans l’écriture de ce passage est Andrew Hendry, professeur au Musée Redpath de l’Université McGill et membre du GRIL. Au même moment où il aidait à terminer la rédaction de ce message clé du rapport, sa maison de Laval était en proie aux inondations. « Les écosystèmes d’eau douce changent dramatiquement avec les inondations, prévient-il. Celles des dernières années vont probablement avoir une répercussion importante sur tous les organismes présents dans la rivière des Outaouais. » Il émet cette hypothèse en raison de recherches qu’il a menées à l’île de Trinidad. « On étudiait comment des inondations pouvaient imposer une sélection naturelle chez les poissons de manière à les rendre mieux adaptés à de futurs épisodes. » Là-bas, il a constaté une réponse évolutive chez les populations de guppys, des poissons tropicaux.

Ces interactions entre l’écologie et l’évolution durant de courtes périodes constituent la spécialité d’Andrew Hendry, auteur du livre de férence Eco-evolutionnary Dynamics. Depuis la publication de L’Origine des espèces par Charles Darwin en 1859, on conçoit souvent l’évolution et la sélection naturelle par des mutations génétiques qui s’effectuent lentement sur des siècles ou des millénaires. Depuis quelques décennies, plusieurs chercheurs examinent des modifications biologiques chez des espèces à l’intérieur de décennies. Et pas seulement chez les bactéries !

Elles sont de plus en plus documentées chez les poissons. Les pressions qui engendrent des adaptations sont multiples : espèces exotiques envahissantes, urbanisation, pollutions, changements climatiques, etc. La plus connue concerne directement une activité humaine : la taille, la morphologie ou les comportements de certaines espèces se transforment en raison de la pêche intensive. Comme cette dernière cible généralement les spécimens les plus gros et les plus matures pour l’alimentation, l’évolution privilégie les poissons de plus petite taille et la transmission de leurs gènes désormais favorable à la survie des générations futures. Un phénomène qu’Andrew Hendry remarque notamment chez les populations de saumons en Alaska, où il effectue d’autres travaux.

Pas besoin d’aller aussi loin pour voir la même dynamique à l’œuvre. Dylan Fraser, professeur au Département de biologie de l’Université Concordia, s’inquiète pour le doré jaune, qu’il étudie en ce moment au lac Mistassini, dans le Nord-du-Québec. La pêche sportive s’est développée dans les dernières décennies sur cette étendue d’eau. Il a donc comparé les analyses génomiques et la taille selon l’âge des spécimens de cette espèce de poisson avec d’autres récoltés il y a 15 ans au même endroit, là où ils se reproduisent. « Il y a une diminution entre 20 et 30 % de la taille moyenne », indique Dylan Fraser, qui vient de soumettre ses résultats à une revue scientifique. Cette conclusion concorde avec les constats que lui ont exprimé des pêcheurs de la communauté crie de la région, avec qui il collabore dans sa démarche.

Laboratoire à ciel ouvert

Si les interactions entre l’écologie et l’évolution sont soit recréées en laboratoire, soit constatées en nature après des événements perturbateurs, il est rare de pouvoir les observer en temps réel dans l’environnement. C’est ce que réalise actuellement Dylan Fraser avec Alison Derry, professeure au Département des sciences biologiques de l’Université du Québec à Montréal, tous deux membres du GRIL. Dans la région du lac Louise, au parc national Banff, ils retirent de manière intensive des ombles de fontaine des cours d’eau. Aussi nommée truite mouchetée,cette espèce indigène du Québec constitue plutôt une espèce exotique envahissante en Alberta. Elle y a été introduite volontairement par l’humain pour stimuler le tourisme. Une mauvaise idée, puisqu’elle a déstabilisé les écosystèmes et mis en périls des espèces de truites présentes avant elle. En les enlevant, les chercheurs donnent en fait un coup de main à la démarche de conservation de Parcs Canada.

« C’est une occasion unique, dit Alison Derry. Comme les gens pêchent généralement les gros spécimens, cela nous permet de voir ce qui se passe dans la nature lorsque cela se produit, avec toutes les interactions en jeu avec les autres groupes et l’écosystème. »

Alors que Dylan Fraser s’attarde davantage aux effets sur les poissons, Alison Derry ausculte les impacts sur les macro-invertébrés et le zooplancton. Elle étudie aussi ces derniers dans un autre laboratoire à ciel ouvert, celui-là en Alaska, en compagnie d’Andrew Hendry. Les deux chercheurs ont traité à cet endroit un lac à la roténone, afin d’éliminer des espèces exotiques envahissantes, avant d’y réintroduire des épinoches, une espèce de poisson indigène. « Nous avons la permission de manipuler un lac entier, ce qui est vraiment rare et nous permet d’observer une évolution en nature », souligne Alison Derry.

« Nous pourrons voir comment les différents types d’épinoches sont importants pour l’ensemble de l’écosystème du lac, ajoute Andrew Hendry. Et nous pourrons ensuite mesurer leurs évolutions dans ce nouveau lac et comprendre comment elles modifient l’écosystème. » Ces recherches sont loin d’être anodines. Bien comprendre l’évolution contemporaine des espèces, comme le souligne le rapport de l’IPEBS, permettra de mieux gérer la conservation de la biodiversité et les pressions sur les habitats, comme la pollution et les changements climatiques.