Qu'est-ce qu'une espèce ?

Aperçu

Une espèce est un groupe d’organismes qui se sont croisés et produisent des descendants fertiles. En règle générale, les individus de la même espèce apparaissent semblables et partagent des caractéristiques communes en raison de leurs génomes très similaires. Cependant, tous les organismes qui se ressemblent ne sont pas membres de la même espèce. Divers mécanismes maintiennent la plupart des espèces distinctes. Alors que certains mécanismes empêchent le comportement reproducteur et la fécondation (isolement pré-zygotique), d’autres empêchent la production de descendants fertiles après l’accouplement (isolement post-zygotique).

L’apparence d’une espèce

Bien que les individus d’une seule espèce se ressemblent généralement beaucoup, une variation de la coloration ou de la morphologie n’est pas rare. Par exemple, le lézard des murailles Podarcis muralis a six morphologies distinctes qui varient selon la couleur de sa gorge et son ventre.

Inversement, les papillons monarques et vice-rois sont deux espèces génétiquement distinctes qui semblent similaires, habitent des habitats communs et sont toutes deux désagréables aux prédateurs. Il s’agit d’une stratégie évolutive connue sous le nom de mimétisme müllerien : les espèces partagent des signaux d’avertissement, tels que leur apparence orange vif et noire pour informer plus efficacement les prédateurs communs de leur toxicité.

Isolement pré-zygotique

Les phénomènes qui empêchent l’accouplement ou la fécondation de se produire sont appelés mécanismes d’isolement pré-zygotique. L’isolement géographique et l’isolement écologique sont deux exemples d’obstacles environnementaux. Dans le cas de l’isolement géographique, deux espèces d’oiseaux pourraient vivre dans des forêts différentes de chaque côté d’une chaîne de montagnes infranchissable ; l’isolement écologique pourrait être une espèce d’insectes vivant uniquement à la cime des arbres tandis qu’une autre habite sur le sol.

Il peut également y avoir des raisons comportementales pour lesquelles une espèce reste isolée. Par exemple, les différences dans les rituels d’accouplement ou de communication, comme les oiseaux de paradis, où les mâles de différentes espèces possèdent de nouvelles danses pour attirer les conspécifiques femelles. Dans l’isolement temporel, les espèces sont maintenues séparées par des heures de routine quotidienne ou des saisons de reproduction différentes. Par exemple, la grenouille à pattes rouges Rana aurora a une saison de reproduction de janvier à mars, mais son parent proche, la grenouille à pattes jaunes Rana boylii, se reproduit de la fin mars jusqu’à mai.

Les caractéristiques physiques de différentes espèces peuvent les isoler de façon pré-zygotique. Les insectes peuvent afficher un éventail de morphologies génitales différentes qui signifie qu’ils ne peuvent s’accoupler physiquement qu’avec les membres de leur espèce, ce qu’on appelle l’isolement mécanique. Enfin, la prévention de la fusion des gamètes est souvent la dernière barrière pré-zygotique qui peut être contrôlée par des mécanismes comme la prévention de la croissance des tubes polliniques chez les plantes, ou une incapacité à fusionner physiquement avec les couches externes d’un ovocyte ou à les pénétrer.

Isolement post-zygotique

Lorsque des individus d’espèces différentes surmontent l’isolement pré-zygotique, l’isolement post-zygotique peut empêcher la progéniture résultante de survivre ou de se reproduire. Dans certains cas, un zygote peut se former, mais l’embryon n’est pas viable à cause du matériel génétique incompatible et donc il meurt. C’est ce qu’on appelle la non-viabilité des hybrides.

Cependant, certains embryons hybrides peuvent survivre pour atteindre la fertilité. Par exemple, les chevaux et les ânes peuvent être croisés pour produire des bardots ou des mules. Mais parce que les chevaux et les ânes ont des nombres de chromosomes différents (64 et 62, respectivement), leur progéniture hybride a un nombre impair de chromosomes (63) qui ne peuvent pas être triés de façon égale en gamètes, rendant les hybrides stériles. Cette barrière post-zygotique est également observée dans les croisements entre des zèbres et des chevaux ou les croisements d’ânes.

Dans les cas où les hybrides peuvent survivre jusqu’à l’âge adulte et copuler, des facteurs non génétiques peuvent empêcher la procréation. Les hybrides des espèces sœurs Drosophila pavani et D. gaucha produisent des gamètes viables. Cependant, les hybrides sont incapables de créer une progéniture : les spermatozoïdes des mâles hybrides ne peuvent survivre ni dans les récepteurs femelles de spermatozoïdes de l’une ou l’autre lignée parentale ni dans ceux ceux d’un autre hybride ; et ni les spermatozoïdes de l’une ou l’autre lignée parentale ne sont capables de survivre dans une femelle hybride.

D’autres cas de facteurs post-zygotiques peuvent affecter la viabilité des hybrides. Les génomes hybrides contiennent du matériel provenant de deux espèces véritablement distinctes et peuvent donc abriter des gènes et chromosomes différents qui n’agissent pas harmonieusement dans la progéniture, ce qui entraîne un coût évident à la valeur sélective. Les plantes sont une exception dans certains cas. Dans l’ensemble, les mécanismes d’isolement pré- et post-zygotique font en sorte que la plupart des espèces demeurent distinctes.