Sciences · Biologie
La spéciation
La spéciation est le processus par lequel une population se sépare d’une autre au point de ne plus pouvoir se reproduire avec elle : une nouvelle espèce est née.
Mis à jour le 4 min de lecture
Darwin a intitulé son livre L’Origine des espèces, mais le mécanisme précis de la naissance d’une espèce n’a été éclairci qu’au XXe siècle. On sait aujourd’hui que la spéciation résulte presque toujours de l’accumulation de différences génétiques entre populations qui ne se croisent plus. Le plus souvent lente, elle peut aussi être très rapide, en une seule génération chez certaines plantes.
Qu’est-ce qu’une espèce ?
La définition la plus utilisée est le concept biologique de l’espèce, formulé par Ernst Mayr en 1942 : une espèce est un ensemble de populations dont les individus peuvent se reproduire entre eux et produire une descendance fertile, et qui sont isolés reproductivement des autres groupes.
Le cheval et l’âne peuvent avoir des petits, mulets et bardots, mais ceux-ci sont presque toujours stériles : ce sont deux espèces distinctes. Cette définition ne s’applique pas aux organismes asexués (bactéries) ni aux fossiles. On recourt alors à d’autres critères : ressemblance morphologique, parenté génétique, niche écologique. La classification du vivant combine ces approches.
Les barrières reproductives
Deux espèces voisines sont séparées par des barrières qui empêchent les échanges de gènes.
| Moment | Barrière | Exemple |
|---|---|---|
| Avant la fécondation | Isolement géographique ou écologique | Espèces vivant dans des habitats différents |
| Isolement temporel | Plantes fleurissant à des saisons différentes | |
| Isolement comportemental | Chants ou parades nuptiales différents chez les oiseaux, signaux lumineux des lucioles | |
| Isolement mécanique | Organes reproducteurs incompatibles chez les insectes | |
| Isolement gamétique | Spermatozoïdes et ovules qui ne se reconnaissent pas, crucial chez les espèces marines à fécondation externe | |
| Après la fécondation | Non-viabilité des hybrides | Embryons qui meurent précocement |
| Stérilité des hybrides | Mulet, bardot |
Les modes de spéciation
La spéciation allopatrique (séparation géographique)
C’est le mode le plus fréquent. Une barrière physique (montagne, bras de mer, fleuve, glacier) coupe une population en deux. Chaque groupe accumule ses propres mutations, subit une sélection naturelle différente et une dérive génétique propre. Au bout d’un temps suffisant, même réunis, ils ne peuvent plus se croiser.
Exemple classique : la formation de l’isthme de Panama, il y a environ 3 millions d’années, a séparé des populations marines. De part et d’autre, on trouve aujourd’hui des paires d’espèces sœurs de crevettes-pistolets qui ne se reproduisent plus entre elles.
La spéciation péripatrique
Variante du cas précédent : une petite population fondatrice s’installe en marge de l’aire de l’espèce, sur une île par exemple. Sa petite taille favorise une évolution rapide par dérive. Les pinsons des Galápagos et les drosophiles d’Hawaï, avec des centaines d’espèces endémiques, illustrent ce scénario.
La spéciation parapatrique
Deux populations voisines, en contact sur une étroite zone, divergent parce que les milieux diffèrent fortement de part et d’autre (sols pollués par des métaux lourds contre sols normaux pour certaines graminées).
La spéciation sympatrique (sans séparation géographique)
Elle se produit au sein d’une même zone. Deux mécanismes sont bien documentés :
- Polyploïdie : chez les plantes, une erreur de division double le nombre de chromosomes. L’individu polyploïde ne peut plus produire de descendants fertiles avec ses parents : une nouvelle espèce peut apparaître en une génération. Une grande part des plantes à fleurs ont connu des épisodes de polyploïdie ; le blé tendre est hexaploïde, issu de deux hybridations successives entre graminées sauvages.
- Spécialisation écologique : dans les lacs d’Afrique de l’Est, notamment le lac Victoria, des centaines d’espèces de poissons cichlidés se sont diversifiées selon leur nourriture et les préférences de couleur des femelles. La mouche de la pomme Rhagoletis pomonella, en Amérique du Nord, est en train de se scinder en races vivant sur l’aubépine et sur le pommier.
Combien de temps faut-il ?
| Cas | Durée estimée |
|---|---|
| Polyploïdie chez les plantes | Une génération |
| Cichlidés du lac Victoria | Quelques milliers à dizaines de milliers d’années pour certaines espèces |
| Ours polaire et ours brun | Quelques centaines de milliers d’années, avec encore des hybridations possibles |
| Lignées humaine et chimpanzé | Séparation il y a environ 6 à 7 millions d’années |
Le rythme n’est pas constant : selon le modèle des équilibres ponctués (Niles Eldredge et Stephen Jay Gould, 1972), de longues périodes de stabilité alternent avec des phases de changement rapide à l’échelle géologique.
Une frontière parfois floue
La spéciation est un continuum. Les espèces en anneau, comme les salamandres Ensatina de Californie, forment une chaîne de populations qui se croisent avec leurs voisines, mais dont les deux extrémités, en contact, ne se croisent plus. Des hybridations ont aussi lieu entre espèces bien distinctes : Homo sapiens a eu des enfants fertiles avec l'homme de Néandertal, dont 1 à 2 % de l’ADN subsiste dans les génomes non africains.
Questions fréquentes
Peut-on observer une spéciation en direct ?
Oui, notamment chez les plantes polyploïdes. Le séneçon Senecio cambrensis, apparu au Pays de Galles au XXe siècle par hybridation et doublement des chromosomes, en est un exemple documenté.
Combien d’espèces existe-t-il ?
Environ 2 millions d’espèces ont été décrites, et les estimations du total vont de plusieurs millions à bien plus encore selon la prise en compte des micro-organismes (voir biodiversité).
La spéciation produit-elle des espèces « supérieures » ?
Non. Une nouvelle espèce n’est ni plus évoluée ni plus complexe que sa sœur : chaque branche de l'arbre phylogénétique a évolué pendant la même durée.