Comment l’évolution affecte-t-elle la dynamique d’extinction et de changements d’aire dans le contexte des changements globaux ? Implications pour les projections écologiques – EVORANGE

Les analyses et projections des impacts des changements globaux sur la biodiversité ne tiennent actuellement pas compte des changements évolutifs pouvant se produire au sein des populations ou des espèces affectées par ces conditions environnementales nouvelles. En particulier les prédictions de changement d’aire de distribution provoquée par les changements climatiques reposent souvent sur l’hypothèse que les niches climatiques des espèces sont conservées à l’échelle de temps où se produisent les changements écologiques. Les données montrant une adaptation rapide aux nouvelles conditions climatiques s’accumulent cependant, sans que les conséquences de ces changements microévolutifs pour la viabilité et la persistance des populations concernées soient toujours très claires. Notre but ici est de mieux comprendre le rôle des mécanismes évolutifs dans la réponse aux changements globaux et comment ces mécanismes peuvent affecter les patrons de biodiversité. Nos objectifs sont de (i) produire de nouveaux développements théoriques visant à mieux intégrer les rétroactions éco-évolutives dans la description des réponses aux changements globaux, (ii) d’utiliser ces outils théoriques pour prédire quand il est utile d’intégrer les réponses évolutives dans les modèles de projection écologiques, et comment les prédictions dévient des modèles de projection qui ignorent ces phénomènes (par exemple quand l’évolution améliore-t-elle ou aggrave-t-elle le risque d’extinction ?), (iii) en parallèle, mieux évaluer l’étendue du conservatisme de niche en conduisant des analyses phylogénétiques comparatives dans plusieurs groupes de plantes et de vertébrés, (iv) utiliser ces analyses pour identifier des indicateurs (par exemple certains traits d’histoire de vie) du degré de labilité de la niche écologique, (v) valider les prédictions des modèles écoévolutifs et leurs hypothèses en utilisant, à différents niveaux, l’évolution expérimentale en micro ou mesocosme, les analyses comparatives et des expériences en nature. Pour parvenir à ces fins, notre consortium réunit des experts en génétique des populations, dynamique adaptative, évolution expérimentale, écologie, phylogénie, mathématiques et informatique. Notre projet est articulé autour de 3 grandes questions : A) l’évolution peut-elle empêcher l’extinction dans une population en déclin confrontée à un environnement nouveau, B) quelles peuvent être les interactions complexes entre migration et adaptation en réponse aux changements environnementaux, C) quels indicateurs du conservatisme de niche peuvent être déduits par analyse phylogénétique comparative.Nous développerons des extensions des théories existantes pour y incorporer : (i) une description plus réaliste de l’architecture génétique de l’adaptation et (ii) l’effet d’interactions écologiques complexes (compétition, prédation). Notre but est également de contribuer au rapprochement théorique des techniques de modélisation en génétique quantitative et en dynamique adaptative. Les modèles seront formulés de telle sorte qu’ils pourront être confrontés quantitativement à des données expérimentales. Nous nous appuierons sur des expérimentations diverses, depuis des microcosmes bactériologiques jusqu’à des translocations in natura. Les modèles théoriques permettront d’identifier les caractéristiques des espèces (stratégies de reproduction, syndromes de dispersion, taille des populations, histoires de vie) susceptibles d’affecter la probabilité de divers scénarios lorsqu’elles sont confrontées à des changements environnementaux : extinction, évolution de la niche sans changement de la distribution, changement de distribution sans évolution de niche, évolution de niche et changement de distribution. Les prédictions seront ensuite testées par analyse phylogénétique comparative.