La revue Nature Communications vient de publier une recherche sur les principales voies évolutives ayant contribuer à définir les limites thermiques de plantes et animaux aquatiques et terrestres. Une découverte effectuée par le professeur en biologie marine Piero Calosi et ses collègues qui lève aussi le voile sur la sensibilité de ces espèces aux changements climatiques.

La compréhension des patrons de distribution de la grande diversité des espèces de la terre est un objectif fondamental de la recherche écologique, indique le professeur Calosi. « À travers les royaumes aquatique et terrestres, acquérir une compréhension profonde de la connexion entre la distribution géographique des espèces et leur tolérance physiologique au stress causé par les basse et hautes températures, peut aider à projeter les conséquences de changements climatiques sur la biodiversité de notre planète. »

Ainsi, le fait de comprendre comment les limites thermiques des espèces ont évolué à travers le temps est essentiel pour prédire les réponses des espèces aux changements climatiques. L’équipe de recherche dont fait partie le professeur Calosi a rassemblé de données de tolérance thermique de plus de 2000 espèces de plantes et animaux, terrestres et aquatiques, afin d’identifier les principales voies évolutives qui ont contribué à déterminer leur tolérance thermique.

« La capacité des organismes à tolérer les températures froides est très variable selon les espèces, leur groupe d’appartenance et les emplacements géographiques, tandis que la tolérance à la chaleur est étonnamment invariante selon les latitudes, l’altitude et leur histoire évolutive. Ce qui fait que les limites thermiques aux hautes températures sont moins variables à travers l’arbre de vie, comparativement aux limites thermiques aux basses températures, n’a pas été encore validé », expliquent les professeur Ignacio Morales-Castilla, de l’Université d’Alcalà, et Miguel Ángel Olalla-Tárraga, de l’Université Rey Juan Carlos, en Espagne, leaders du projet financé par le Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv) qui a soutenu cette recherche.

Des mécanismes distinctifs pourraient expliquer ce patron, ajoute le professeur Calosi. « Dans notre étude, nous montrons que la majeure partie de la variation en termes de tolérance thermique observé sur la terre est le produit combiné de l’adaptation de plantes et d’animaux aux extrêmes climatiques actuels, et de l’existence des contraintes dans l’évolution des limites de tolérance thermique. »

En outre, l’équipe de recherche a découvert l’existence d’un héritage paléoclimatique de la tolérance au froid chez les organismes à « sang-froid », c’est-à-dire une influence du climat de la terre au moment où l’ordre animal en question est apparu. « Les ordres qui ont émergés de paléoclimats froids sont actuellement plus tolérants aux basses températures que celles ayant une ascendance thermique chaude. Par contre, la tolérance à la chaleur ne semble pas être influencée par l’ascendance climatique », précise le professeure Calosi.

Enfin, les résultats de cette recherche suggèrent que la tolérance au froid a évolué plus rapidement que la tolérance à la chaleur. « Si le tempo d’évolution passé aux hautes températures n’augmente pas, l’habilité d’adaptation des limites thermiques aux nouveaux régimes thermiques serait limité pour la grande majorité des espèces, compte tenu du rythme sans précédent des changements climatiques contemporains », conclut le professeur Calosi.

L’article « The evolution of critical thermal limits of life on Earth » est signé par le professeur Calosi et ses collègues Joanne M. Bennett (Université de Canberra) leader de l’article, Jennifer Sunday (Université McGill), Fabricio Villalobos (Institut de l’écologie de Veracruz), Brezo Martínez (Université Rey Juan Carlos), Rafael Molina-Venegas (Université Rey Juan Carlos), Miguel B. Araújo (Musée national des sciences naturelles d’Espagne), Adam C. Algar (Université de Nottingham), Susana Clusella-Trullas (Université de Stellenbosch), Bradford A. Hawkins (Université de Californie à Irvine), Sally Keith (Université du Lancaster), Ingolf Kühn (Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv), Carsten Rahbek (Musée d’histoire naturelle du Danemark), Laura Rodríguez (Université Rey Juan Carlos), Alexander Singer (Université suédoise des sciences agricoles), Ignacio Morales-Castilla, Miguel (Université d’Alcalà), Ángel Olalla-Tárraga (Université Rey Juan Carlos). On peut consulter l’article sur le site de Nature Communications.