Les sécheresses pourraient modifier les chants des oiseaux et créer de nouvelles espèces, selon une étude sur les pinsons de Darwin
Publié le 18 Novembre 2024
Liz Kimbrough
8 novembre 2024
- Les scientifiques ont simulé la manière dont les conditions de sécheresse pourraient modifier le chant des pinsons terrestres moyens de Darwin en modifiant numériquement les enregistrements pour imiter ce qui se passerait si leur bec devenait plus gros au cours de sécheresses successives.
- Lorsque les chercheurs ont fait écouter ces chants modifiés à des pinsons mâles territoriaux, les oiseaux ont réagi fortement aux chants normaux, mais ont largement ignoré les chants simulant ce à quoi l'oiseau ressemblerait après six épisodes de sécheresse, ce qui suggère qu'ils ne les reconnaissaient plus comme provenant de sa propre espèce.
- La recherche s’appuie sur trois fondements scientifiques : la sélection naturelle modifie la taille du bec en fonction de la nourriture disponible ; la taille du bec affecte la performance du chant ; et les chants sont essentiels pour la sélection du partenaire.
- L’étude aide à expliquer comment la nature crée progressivement de nouvelles espèces : lorsque les sécheresses forcent certains oiseaux à développer des becs plus gros pour manger des graines dures, leurs chants changent tellement que les autres oiseaux finissent par cesser de les reconnaître comme des rivaux ou des partenaires potentiels.
Dans les îles Galápagos baignées de soleil, un pinson mâle se perche sur une branche et entend ce qui ressemble au chant d'un autre oiseau. Mais quelque chose ne va pas. Le chant est plus lent et plus simple, comme une mélodie familière jouée à la mauvaise vitesse. L'oiseau incline la tête, ébouriffe ses plumes, mais ne bouge pas. Il vient d'être trompé par une expérience scientifique qui contribue à révéler comment les changements écologiques pourraient conduire à l'évolution de nouvelles espèces.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Science nous offre un aperçu de la manière dont les célèbres pinsons de Darwin ont évolué en différentes espèces. L'étude a utilisé une expérience innovante pour répondre à une question fondamentale : comment se forment les nouvelles espèces ? Bien que la réponse ne soit jamais simple, cette recherche révèle une façon dont cela pourrait se produire : par de petits changements dans les becs qui conduisent à des changements dans le chant, ce qui finit par amener les oiseaux à ne plus se reconnaître entre eux comme appartenant à la même espèce.
La recherche a commencé par un travail de terrain sur les îles Galápagos en 1999, où l'auteur principal Jeff Podos, écologiste comportemental à l'Université du Massachusetts à Amherst, a étudié ces oiseaux célèbres, en particulier le pinson terrestre moyen de Darwin ( Geospiza fortis ), au cours de nombreuses saisons de terrain.
Les pinsons de Darwin ont inspiré la théorie de l'évolution par sélection naturelle de Darwin, car leurs différentes formes de bec sur les différentes îles des Galápagos ont démontré comment les espèces pouvaient s'adapter à diverses sources de nourriture au fil du temps. Photo d'une femelle de géospiza fortis de Darwin (Geospiza fortis) avec l'aimable autorisation d'Andrew Hendry.
Malgré leur importance historique, les pinsons de Darwin sont plutôt maladroits. « En fait, ils volent très mal, vraiment mal », explique Podos à Mongabay.
Pourtant, la manipulation de ces fragments vivants de l’histoire de l’évolution n’a jamais perdu sa magie, dit-il. « La toute première fois que j’ai attrapé un pinson de Darwin, je me suis dit : « Tu sais qui tu es. Tu es célèbre », se souvient Podos. « Tu penses peut-être que tu es un petit oiseau, mais tu es un pinson de Darwin. Et cet enthousiasme ne m’a jamais quitté. »
L'étude s'appuie sur trois idées fondamentales : les sécheresses obligent les oiseaux à développer des becs plus gros pour casser les graines dures ; les oiseaux avec des becs plus gros ne peuvent pas chanter aussi vite ou avec autant de variété ; et les oiseaux utilisent des chants pour choisir leurs partenaires.
Ces principes ont été démontrés lors d’une étude historique sur la sécheresse de 1977-1978 sur l’île Daphne Major aux Galápagos, lorsque les chercheurs ont observé que les pinsons avec des becs plus gros avaient plus de chances de survivre dans des conditions de sécheresse sévère parce qu’ils pouvaient casser les graines dures restantes.
« D’une année à l’autre, la plupart des oiseaux sont morts pendant la sécheresse. Ceux qui ont survécu avaient un bec plus gros, et quand ils se sont reproduits, les bébés avaient alors un bec plus gros », explique Podos.
Les changements de taille du bec étaient remarquablement précis. Chaque épisode de sécheresse augmentait la profondeur du bec d’environ 0,49 millimètre. Ces petits changements de taille du bec ont des conséquences inattendues sur la façon dont les oiseaux communiquent.
Les becs plus gros rendent plus difficile pour les oiseaux de produire des chants rapides et complexes, un peu comme il serait difficile de jouer le « Vol du bourdon sur un tuba », a déclaré Podos.
« Si vous avez un bec vraiment énorme, il est plus difficile de l'ouvrir et de le fermer très rapidement, et il est également plus difficile de l'ouvrir plus largement. Cela signifie donc que votre chant sonnera différemment », explique à Mongabay Katie Schroeder, co-auteure de l'étude qui a travaillé sur la recherche en tant qu'étudiante en doctorat à l'Université du Massachusetts à Amherst.
Géospize à bec moyen mâle ( Geospiza fortis ). Photo reproduite avec l'aimable autorisation d'Andrew Hendry.
Pour comprendre comment ces changements pourraient affecter la formation des espèces, l'équipe a créé des simulations de chants de « futurs fantômes de pinsons » à l'aide d'un logiciel d'analyse sonore. Ils ont pris des enregistrements de chants de pinsons réels et les ont modifiés de deux manières : en insérant de minuscules espaces entre les notes pour ralentir le rythme du chant et en utilisant des filtres de fréquence pour réduire la gamme de hauteurs, créant ainsi le type de changements qui résulteraient de becs plus gros.
Ils ont créé des versions simulant ce à quoi ressembleraient les chants après une, trois ou six sécheresses. Le scénario de six sécheresses a été choisi car il produirait des changements de bec similaires aux différences réelles observées entre les espèces existantes.
Les tests de ces chants modifiés ont nécessité une conception expérimentale minutieuse. Sur l'île Santa Cruz aux Galápagos, les chercheurs ont soigneusement capturé des pinsons, mesuré leur bec, puis les ont marqués avec des bagues colorées sur les pattes pour une identification ultérieure avant de les relâcher. Les pinsons, qui ne sont pas migrateurs, restent la plupart du temps sur leur territoire, ce qui en fait des sujets idéaux pour les expériences de reproduction.
Pour tester leurs chants modifiés, les chercheurs ont installé des haut-parleurs sur les territoires de 12 pinsons mâles. Chaque oiseau a entendu quatre versions différentes d'un chant : un chant normal de pinson et trois versions modifiées simulant ce à quoi ce chant ressemblerait après une, trois et six sécheresses. L'équipe a joué une version par jour, avec des jours de repos entre les deux pour s'assurer que la réponse de chaque oiseau était nouvelle.
Il s’avère que les pinsons mâles sont extrêmement territoriaux pendant la saison de reproduction. Lorsqu’ils entendent le chant d’un autre mâle, ils agissent généralement dans les secondes qui suivent, à la recherche de l’intrus présumé. « C’est vraiment amusant à faire », explique Podos. Certaines expériences ont même utilisé des oiseaux empaillés comme leurres. Une fois révélés, « ils viendront à la recherche de l’intrus… le détenteur du territoire viendra et tabassera votre leurre », explique Podos.
Des chercheurs se rendent aux îles Galapagos pour marquer des pinsons en 2005. Photo avec l'aimable autorisation de Bieke Vanhooydonck.
En entendant des chants normaux de leur propre espèce, les mâles s'envolaient de leur perchoir au bout de 10 secondes environ pour enquêter. Les différences étaient frappantes et mesurables : les oiseaux mettaient près de quatre fois plus de temps à réagir aux chants de six sécheresses qu'aux chants normaux, et leur taux de vol diminuait de 31 %. Cela suggère qu'ils ne reconnaissaient plus ces chants modifiés comme provenant de leur propre espèce.
Avec les chansons de six sécheresses, « ils font attention », dit Podos, « mais ils ne quittent pas le perchoir pendant environ une minute. Ils sont beaucoup plus détendus à ce sujet. »
Ils ont également maintenu une plus grande distance par rapport aux enceintes diffusant les morceaux les plus modifiés. Bien que certaines complications aient été observées dans deux essais, leur exclusion aurait en réalité renforcé ces résultats.
« L’étude est très bien menée », explique à Mongabay Tim Wright, professeur de biologie à l’université d’État du Nouveau-Mexique qui étudie les chants des oiseaux mais n’a pas participé à cette recherche. « Elle projette ingénieusement les effets que des sécheresses successives auraient sur la taille des becs via des changements dans les banques de graines, puis simule les types de chants que pourraient chanter les mâles avec les becs plus grands qui en résultent. »
Une femelle géospize à bec moyen (Geospiza fortis) avec l'aimable autorisation d'Andrew Hendry.
Podos espérait également tester les pinsons femelles, car ce sont elles qui choisissent en fin de compte leurs partenaires. Mais cela s'est avéré difficile, car les femelles sont plus prudentes. « Elles rôdent et n'approchent généralement pas les mâles », explique Podos. « Elles ne s'approchent d'un mâle que si elles sont vraiment prêtes. »
Alors que de nombreux scientifiques mettent en garde contre le risque d’extinction des espèces par le changement climatique, une menace bien réelle, cette étude suggère que les pressions climatiques pourraient également engendrer de nouvelles espèces. Lorsque les changements environnementaux obligent les animaux à s’adapter, ces adaptations peuvent se traduire par des différences de comportement et de communication qui finissent par diviser une espèce en deux. Cependant, le rythme actuel du changement climatique pourrait être trop rapide pour que de nombreuses espèces puissent s’adapter par la sélection naturelle, qui se produit généralement sur plusieurs générations.
Bien que l’étude ait utilisé des chants simulés représentant six épisodes de sécheresse, Podos et Wright mettent en garde contre toute simplification excessive ou conclusion selon laquelle « six sécheresses créent une nouvelle espèce ». Les schémas climatiques réels sont complexes, les sécheresses alternant généralement avec des périodes pluvieuses. Cependant, selon Podos, ces schémas pourraient changer à mesure que la crise climatique se poursuit.
Image de bannière d'un géospiza fortis mâle cassant une graine, avec l'aimable autorisation d'Andrew Hendry.
Liz Kimbrough est rédactrice pour Mongabay et est titulaire d'un doctorat en écologie et biologie évolutive de l'université de Tulane, où elle a étudié les microbiomes des arbres. Découvrez d'autres articles de sa rédaction ici .
Citation:
Podos, J., & Schroeder, KM (2024). Spéciation écologique chez les pinsons de Darwin : les fantômes de l'avenir des pinsons. Science , 386 (6718), 211-217. doi: 10.1126/science.adj4478
traduction caro d'un reportage de Mongabay du 08/11/2024
géospize à bec moyen (geospiza fortis) CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2717869
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