The historic richness of most taxonomic groups increases substantially over geological time. Explanations for this fall broadly into two categories: bias in the fossil record and elevated net rates of diversification in recent periods. For example, the break up of Pangaea and isolation between continents might have increased net diversification rates. In this study, we investigate the effect on terrestrial diversification rates of the increased isolation between land masses brought about by continental drift. We use ecological neutral theory as a means to study geologically complex scenarios tractably. Our models show the effects of simulated geological events that affect all species equally, without the added complexity of further ecological processes. We find that continental drift leads to an increase in diversity only where isolation between continents leads to additional speciation
through vicariance, and where higher taxa with very low global diversity are considered. We conclude that continental drift by itself is not sufficient to account for the increase in terrestrial species richness observed in the fossil record.
Titre de l'article
Quantification de l'impact de la fragmentation de la Pangée sur la diversification des espèces à l'échelle globale, que prédit la théorie neutre ?
Quantification de l'impact de la fragmentation de la Pangée sur la diversification des espèces à l'échelle globale, que prédit la théorie neutre ?
Introduction à l'article
Selon les connaissances acquises grâce à la paléontologie, le nombre d’espèces aurait augmenté à travers les temps géologiques. Toutefois, si cette observation reflète une réelle variation de la diversité spécifique au cours du temps, elle pourrait aussi être un biais, du à la nature lacunaire du registre fossile (plus les fossiles sont anciens plus ils sont rares).
La Pangée (supercontinent) se fragmente autour de 180Ma. Suite à cet évènement, on peut observer une augmentation de la diversité de certains groupes d’organismes (ex : tétrapodes). Ce phénomène n'est pas surprenant car la fragmentation des populations induit une diminution du nombre d'individus de la même espèce et donc de la diversité génétique au sein d'un habitat.
La théorie neutre postule que l'apparition de nouvelles espèces ne dépend pas de la sélection naturelle.
L'augmentation perçue est-elle alors uniquement due à des phénomènes de vicariance (spéciation par isolation d’un petit groupe d'individus d’une espèce) ?
Selon les connaissances acquises grâce à la paléontologie, le nombre d’espèces aurait augmenté à travers les temps géologiques. Toutefois, si cette observation reflète une réelle variation de la diversité spécifique au cours du temps, elle pourrait aussi être un biais, du à la nature lacunaire du registre fossile (plus les fossiles sont anciens plus ils sont rares).
La Pangée (supercontinent) se fragmente autour de 180Ma. Suite à cet évènement, on peut observer une augmentation de la diversité de certains groupes d’organismes (ex : tétrapodes). Ce phénomène n'est pas surprenant car la fragmentation des populations induit une diminution du nombre d'individus de la même espèce et donc de la diversité génétique au sein d'un habitat.
La théorie neutre postule que l'apparition de nouvelles espèces ne dépend pas de la sélection naturelle.
L'augmentation perçue est-elle alors uniquement due à des phénomènes de vicariance (spéciation par isolation d’un petit groupe d'individus d’une espèce) ?
Expériences de l'article
Utilisation d’un modèle neutre, le "zero-sum model" qui considère que, quand un individu meurt ou quitte la métacommunauté il est remplacé par un autre individu (de l’une des espèces). L’individu qui le remplace à une probabilité forte de provenir de l’espèce la plus abondante dans le milieu (même probabilité de reproduction des espèces selon la théorie neutre). Pour palier à une chute de la richesse spécifique, un taux de spéciation est pris en compte, lequel dépend (1) de la dérive génétique (comme dans l’article de Henao-Diaz & Stevenson, 2015) et ici (2) de la vicariance.
Réalisation de plusieurs modèles : (1) basique (comme décrit ci-dessus) ; (2) en prenant en compte la proximité potentielle entre plusieurs communautés (probabilité qu’un individu de la métacommunauté A soit remplacé par un individu de la métacommunauté B) ; (3) la fragmentation de la Pangée et la dérive des continents ; (4) le taux de spéciation selon la distance entre les continents.
Utilisation d’un modèle neutre, le "zero-sum model" qui considère que, quand un individu meurt ou quitte la métacommunauté il est remplacé par un autre individu (de l’une des espèces). L’individu qui le remplace à une probabilité forte de provenir de l’espèce la plus abondante dans le milieu (même probabilité de reproduction des espèces selon la théorie neutre). Pour palier à une chute de la richesse spécifique, un taux de spéciation est pris en compte, lequel dépend (1) de la dérive génétique (comme dans l’article de Henao-Diaz & Stevenson, 2015) et ici (2) de la vicariance.
Réalisation de plusieurs modèles : (1) basique (comme décrit ci-dessus) ; (2) en prenant en compte la proximité potentielle entre plusieurs communautés (probabilité qu’un individu de la métacommunauté A soit remplacé par un individu de la métacommunauté B) ; (3) la fragmentation de la Pangée et la dérive des continents ; (4) le taux de spéciation selon la distance entre les continents.
Résultats de l'article
Le modèle neutre de base (1) indique une richesse spécifique constante au cours du temps (à l'inverses de ce qui est observé à travers le registre fossile).
Le taux de spéciation semble varier positivement avec la diversité spécifique et ce, indépendamment de la dérive des continents ou non. Ainsi, une diversité spécifique faible semble induire un taux de spéciation faible et augmenterait avec la dérive des continents, tandis qu'une diversité spécifique forte induirait un taux de spéciation fort et ne changerait pas avec la dérive des continents.
La dispersion des continents, prise en compte dans le modèle 3, ne semble pas impacter la richesse spécifique qui apparaît constante au cours du temps. Toutefois, cette dernière augmenterait avec la distance entre ces continents (vicariance) et changerait selon la durée de génération des espèces.
Le modèle neutre de base (1) indique une richesse spécifique constante au cours du temps (à l'inverses de ce qui est observé à travers le registre fossile).
Le taux de spéciation semble varier positivement avec la diversité spécifique et ce, indépendamment de la dérive des continents ou non. Ainsi, une diversité spécifique faible semble induire un taux de spéciation faible et augmenterait avec la dérive des continents, tandis qu'une diversité spécifique forte induirait un taux de spéciation fort et ne changerait pas avec la dérive des continents.
La dispersion des continents, prise en compte dans le modèle 3, ne semble pas impacter la richesse spécifique qui apparaît constante au cours du temps. Toutefois, cette dernière augmenterait avec la distance entre ces continents (vicariance) et changerait selon la durée de génération des espèces.
Ce que cet article apporte au débat
Dans cette étude, la migration des continents ne suffit pas à expliquer les changements de biodiversité si on suit un modèle neutre.
Pour les études basées sur des temps anciens et impliquant une fragmentation des continents, d'autres paramètres sont à prendre en considération, comme par exemple les changements climatiques.
Dans cette étude, la migration des continents ne suffit pas à expliquer les changements de biodiversité si on suit un modèle neutre.
Pour les études basées sur des temps anciens et impliquant une fragmentation des continents, d'autres paramètres sont à prendre en considération, comme par exemple les changements climatiques.
Remarques sur l'article
Article intéressant car il traite d'une période très ancienne et qu'il aborde la théorie neutre via le registre fossile. La fragmentation de la Pangée apparaît être une bonne étude de cas car elle illustre la fragmentation d'un continent unique et la rupture d'un certain nombre de connections.
Article intéressant car il traite d'une période très ancienne et qu'il aborde la théorie neutre via le registre fossile. La fragmentation de la Pangée apparaît être une bonne étude de cas car elle illustre la fragmentation d'un continent unique et la rupture d'un certain nombre de connections.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.