Evolution convergente répétée des autruchoïdes et supériorité de la phylogénie moléculaire

[caption id="attachment_2131" align="aligncenter" width="150"] cliquez sur l'image, en plus ça vient de Podcast Science[/caption]

Une étude du mois dernier renverse notre compréhension de l'histoire évolutive des gros oiseaux qui ne volent pas, genre autruche, éclairant notre compréhension de la convergence évolutive, et dans le même temps montrant l'importance de la phylogénie moléculaire (poke poke collègues du Museum national d'histoire naturelle). En bref, de petits oiseaux volants ont de manière répétée envahi de nouveaux continents, devenant à chaque atterrissage des oiseaux géants non volants. Sauf si un cousin était arrivé avant, enquel cas ils sont restés petits, zut.

Ci-dessous, la figure clé du papier. Il montre les nouvelles relations entre ratites, oiseaux non volants sauf le tinamou qui vole mal : moa de Nouvelle-Zélande (éteint), tinamou d'Amérique du Sud, oiseau éléphant de Madagascar (éteint), kiwi de NZ, émeu et casoar d'Australie mis ensemble, rhea ou nandou d'Amérique du Sud, et autruche d'Afrique (dans l'ordre de la partie C de la figure).

[caption id="" align="aligncenter" width="896"] A : dérive des continents sur la période pertinente ; B : phylogénie (arbre évolutif) supposé par rapport à la phylogénie et la géographie, espèces colorées par continent ; C : phylogénie obtenue dans cette étude.[/caption]

La phylogénie présentée en B de la figure est celle qui fait sens si on regarde la morphologie des bestioles et leur aire de répartition. On suppose qu'ils ont divergé au fur et à mesure que les continents se séparaient, à partir d'un ancêtre volant mal ou pas du tout, et probablement gros.

Mais ici les auteurs ont récupéré de l'ADN abimé mais encore utilisable d'échantillons préservés des espèces éteintes (les plus grosses, ≈250 kg de viande, donc nous les humains on les chasse, donc éteintes), et ont comparé avec de l'ADN des autres espèces. Et là, surprise, la phylogénie en C de la figure ! Ils ont fait plein de contrôles statistiques, cela semble robuste, avec 15'000 bases d'ADN à comparer au minimum. Ils ont essayé de dater la divergence des espèces, mais là ils manquaient de précision statistique, donc ils sont prudents ; ça semble être de l'ordre de grandeur de juste après la disparition des dinosaures (≈66 millions d'années).

Le problème principal posé est que la phylogénie ne suit pas du tout la dérive des continents. C'est illustré par tous les changements de couleur des branches dans l'arbre phylogénétique. Donc les espèces ont du pouvoir passer de continent en continent. Donc voler. D'où l'hypothèse avancée que l'ancêtre de ce groupe était un oiseau petit (enfin relativement à une autruche - normal, quoi) et volant. Chaque fois qu'un descendant de cet oiseau arrivait dans un continent sans gros herbivore (et tout de suite après les dinosaures y avait pas encore grand chose dans le genre), il avait une tendance à évoluer en gros herbivore non volant : autruche, moa, oiseau éléphant. Mais s'il y avait déjà de la compétition, comme pour l'ancêtre du kiwi arrivant dans une Nouvelle Zélande déjà peuplée de moas, alors cette branche là de la famille restait petite (de taille, mais grande de coeur et de valeur je suis sûr). Vous me direz, comment se fait-il qu'il y ait des émeus et casoars en Australie ? Excellente question, merci de me l'avoir posée, en fait les casoars sont surtout en Nouvelle Guinée, voilà.

C'est une histoire dingue, complètement contre-intuitive. Bien sûr, il se peut que des études futures la prouvent fausse, mais l'étude semble bien conduite et solide (contrairement aux cellules souches, je me sens compétent à juger ici). Si c'est vrai, alors cela montre :

1. la puissance de l'ADN ancien, qui nous donna déjà Denisova (et ici) et quelques autres suprises.


2. la puissance de la phylogénie moléculaire et sa supériorité sur la phylogénie morphologique pour comprendre l'histoire évolutive, y compris et surtout quand elle est contre-intuitive, alors que le morphologique tend à confirmer l'intuition.

Pour clore, je vous fourni ce petit indice pour juger d'un domaine de recherche paraissant étrange : si on ne trouve jamais que ce qu'on s'attend à trouver (comme la psychologie évolutive qui confirme à répétition les clichés sur les hommes et les femmes), c'est suspect. Une vraie recherche scientifique trouve pratiquement toujours des surprises. Voir billet d'hier sur les vertues d'avoir tort. :-)

Mise à jour : on me signale sur Twitter un papier sorti en même temps qui trouve des résultats cohérents (bien que avec moins d'espèces) avec davantage de données moléculaires, ce qui est rassurant pour la robustesse du résultat :

@marc_rr et une autre publi qui confirme le résultat http://t.co/sLCUFIYW2A

— cashalow (@cashalow) June 25, 2014