Les pressions évolutives d’un environnement hostile entretiennent des similitudes entre des espèces d’herbiers marins étroitement apparentées.

Fernando Tuya Cortésdepuis Groupe Biodiversité et Conservation d’ECOAQUAdiscute de son article : ‘Un signal phylogénétique fort et des modèles d’évolution des traits témoignent d’un conservatisme de niche phylogénétique pour les herbiers marins.‘

Les herbiers marins sont un groupe de plantes à fleurs entièrement adaptées à la vie marine.

Plantes aquatiques à fleurs

Les herbiers marins sont un groupe d’angiospermes marins (c’est-à-dire des plantes à fleurs) entièrement adaptés à une vie submergée. On les trouve dans tous les océans du monde, répartis des zones côtières tropicales aux zones polaires du monde entier. Environ 72 espèces d’herbiers marins créent des habitats d’une valeur écologique, socioculturelle et économique primordiale. Ces habitats présentent un intérêt considérable en matière de conservation et sont confrontés à une gamme de facteurs de stress d’origine humaine. Les études antérieures sur la diversité des herbiers marins se sont principalement concentrées sur des mesures contemporaines, au niveau des espèces, qui autrement ignorent les relations phylogénétiques des herbiers marins, malgré leur évolution potentielle à partir d’ancêtres communs.

Le signal phylogénétique (PS) est la tendance des espèces phylogénétiquement apparentées (« frères et sœurs ») à se ressembler, en termes de gamme de traits, tels que leur morphologie. Les signatures de PS, associées à des modèles d’évolution de niche (c’est-à-dire la rapidité avec laquelle les traits ont évolué), peuvent aider à détecter le conservatisme phylogénétique de niche (PNC). Selon le PNC, les espèces proches (espèces « sœurs ») vivent dans des niches comparables, de sorte que les espèces ont tendance à conserver leurs traits écologiques ancestraux.

Notre étude

Le but de notre étude était d’évaluer le modèle de PS pour les herbiers marins du monde, en testant la non-indépendance des relations phylogénétiques et des traits des espèces d’herbiers marins. Une phylogénie de 49 espèces d’herbiers marins a été construite, ainsi qu’une matrice de 9 traits couvrant les attributs morphologiques, biologiques et reproducteurs. Cela représentait 70 % des herbiers marins de la planète.

Les environnements similaires dans lesquels vivent les herbiers marins appliquent des contraintes à leur évolution morphologique.

Nos résultats soutiennent l’existence d’un PS fort pour les herbiers marins, les traits de reproduction étant en particulier similaires entre espèces étroitement apparentées. Cela suit un modèle d’évolution « Early Burst ». Dans ce modèle, une grande divergence phénotypique initiale suit l’adaptation d’un groupe pour exploiter un nouvel environnement. Cela conduit à des taux d’évolution rapides à la racine de l’arbre phylogénétique. Étant donné que les herbiers marins sont des plantes aquatiques adaptées aux environnements marins et qui ont évolué à partir d’ancêtres terrestres, nos résultats démontrent que les herbiers marins ont connu des adaptations initiales notables, au moins pour leurs traits reproductifs, pour prospérer dans un domaine à forte salinité. En d’autres termes, les herbiers marins anciens ont été confrontés à de graves pressions sélectives initiales dues à une série de modifications physiologiques, morphologiques et, surtout, reproductives, par rapport à leurs congénères terrestres.

Implications pour l’évolution des herbiers marins

Le schéma de PS fort dans les herbiers marins semble être une conséquence de la PNC à long terme des traits des herbiers marins après la radiation initiale. Par conséquent, nous soutenons la pertinence de l’évolution à partir d’ancêtres communs des herbiers marins qui se sont initialement adaptés au milieu marin, sans goulots d’étranglement majeurs ultérieurs. Cela suppose que la plupart des évolutions des caractères étudiés ont été entravées par l’inertie phylogénétique, qui semble être un facteur plus important des caractères des herbiers marins que les processus environnementaux récents. Sans aucun doute, les améliorations des relations phylogénétiques des herbiers marins grâce à des outils génomiques modernes et des bases de données multi-caractères encourageront les chercheurs à revisiter les liens entre les similitudes fonctionnelles (écologiques) et phylogénétiques des herbiers marins dans le domaine prometteur de la macroévolution des herbiers marins.