L’environnement de lumière polaire extrême des pôles Nord et Sud soutient la biodiversité
Des chercheurs travaillant en Finlande suggèrent que l’environnement lumineux unique des régions polaires de la Terre crée des conditions qui aboutissent à des zones hybrides circumpolaires autour des pôles Nord et Sud. Ces conditions extrêmes augmentent la synchronie de la phénologie reproductive entre les espèces, c’est-à-dire qu’elles forcent toutes les espèces à se reproduire dans une fenêtre plus petite. Cela préservera la biodiversité à long terme.
Dans un article de recherche récemment publié, le professeur d’écologie subarctique Kari Saikkonen de l’Université de Turku, en Finlande, et ses collègues présentent une nouvelle théorie sur le rôle de l’environnement de lumière polaire de la Terre dans le maintien de la biodiversité sur une échelle de temps géologique s’étendant sur des millions d’années. La durée du jour et de la nuit sur Terre est caractérisée par une quantité égale de lumière du jour et de nuit tout au long de l’année à l’équateur, une variation saisonnière mineure s’éloignant de l’équateur et une saisonnalité substantielle de la durée du jour plus proche des pôles. À l’extrême nord et à l’extrême sud, à l’intérieur des cercles arctique et antarctique, cela se traduit par le phénomène unique, qui dure des mois, du « soleil de minuit » avec une lumière du jour 24 heures sur 24 en été et de la « nuit polaire » en hiver, lorsque le soleil ne s’élève pas au-dessus de l’horizon pendant des mois d’affilée.
« Au centre de notre théorie se trouve l’hypothèse selon laquelle l’environnement lumineux extrême des régions polaires crée des zones hybrides dans les deux régions polaires », explique Saikkonen.
Contrairement à la température, la durée du jour est un facteur environnemental stable qui change de manière constante selon les latitudes mais n’est pas affecté par le climat local ou mondial. Ainsi, de nombreux organismes, notamment les organismes photosynthétiques tels que les plantes et de nombreux microbes, se sont adaptés pour utiliser les changements saisonniers de la durée du jour, par exemple pour leur reproduction. Parce qu’ils utilisent la lumière comme signal, l’environnement lumineux dans les régions polaires augmente la probabilité que la floraison d’espèces végétales étroitement apparentées coïncide. Cela crée à son tour des opportunités pour les espèces de s’hybrider.
L’hybridation fait référence à des organismes se reproduisant avec une autre espèce ou variété. L’hybridation peut être effectuée intentionnellement, par exemple avec de nombreuses cultures agricoles pour créer un caractère particulier souhaité, ou elle peut se produire naturellement lorsque les espèces sont proches les unes des autres et sont suffisamment compatibles biologiquement.
« Bien que l’hybridation soit courante dans presque tous les groupes d’organismes, son rôle en tant que force de maintien de la biodiversité n’a pas été entièrement compris. L’hybridation peut également impliquer un rétrocroisement, où des individus hybrides s’accouplent avec des individus de l’espèce d’origine. Cela permet aux gènes d’être transférés de d’une espèce à une autre, tout en créant de nouvelles combinaisons de gènes adaptatifs à différentes conditions environnementales », explique Saikkonen.
Aux latitudes plus basses, le léger changement de la durée du jour entre les saisons ne provoque pas de chevauchement dans le moment de la reproduction entre des populations, sous-espèces ou variétés génétiquement distinctes appartenant à un complexe d’espèces, ni ne favorise l’hybridation.
« Par conséquent, les changements de répartition des espèces à travers les latitudes au cours des cycles de périodes plus froides et plus chaudes de la Terre provoquent un isolement et des contacts récurrents entre les espèces. Cela entraîne un mélange et une différenciation des espèces et crée une nouvelle biodiversité sur de longues périodes géologiques », explique Saikkonen.
Les microbes jouent un rôle crucial dans le développement et le maintien de la biodiversité
Les microbes ont joué un rôle clé dans l’évolution de la biodiversité actuelle depuis l’origine de la vie et continuent de jouer un rôle important dans le maintien et la promotion de la biodiversité mondiale.
« Les microbes sont omniprésents et de plus en plus de preuves continuent de révéler qu’ils ont un potentiel d’adaptation élevé en raison de leur cycle de vie court. De nombreux microbes sont sensibles à la lumière et affectent le bien-être de pratiquement toutes les plantes et tous les animaux. Puisque toutes les plantes et tous les animaux ont une diversité microbiote, ils doivent être traités dans leur ensemble », note Saikkonen.
Dans la nouvelle étude, Saikkonen et ses collègues émettent l’hypothèse que les microbes photosensibles peuvent aider les plantes à s’adapter aux régions polaires.
Le changement climatique a un impact majeur sur les régions polaires de la Terre
Le changement climatique et la perte de biodiversité comptent parmi les plus grandes menaces mondiales pour les écosystèmes et les services écosystémiques de l’histoire de l’humanité. Les régions polaires de la Terre se réchauffent à un rythme sans précédent, jusqu’à 2 à 4 fois plus rapide que la moyenne terrestre.
« Les modèles climatiques prédisent que la glace de la mer Arctique fondra d’ici la fin de ce siècle. Au cours de la même période, la zone libre de glace de l’Antarctique augmentera d’environ 2 pour cent aujourd’hui à près de 25 pour cent. La fonte des glaciers de l’Antarctique occidental à elle seule provoquerait des Les niveaux d’eau augmenteront de cinq mètres, menaçant 10 pour cent de la population mondiale et de nombreux écosystèmes océaniques côtiers de la planète au cours des décennies ou des siècles à venir », a déclaré Saikkonen.
Les chercheurs remettent en question le débat conventionnel sur la biodiversité axé sur les espèces en se concentrant non seulement sur les espèces, mais également sur la diversité génétique des organismes et l’importance des associés microbiens essentiels des plantes et des animaux.
« Nous proposons que la biodiversité puisse, à long terme, se rétablir après des perturbations et des extinctions massives, mais que les écosystèmes se restructureront en de nouveaux assemblages d’espèces. Cela appelle une attention accrue à l’importance d’assurer un potentiel suffisant d’interactions génétiques, d’espèces et d’espèces pour soutenir l’avenir. diversification et fonctions et services écosystémiques.
Il est donc important de lutter contre la perte de biodiversité provoquée par le changement climatique », souligne Saikkonen.