Construction de niche

Une verge d'or (Gr. Solidago) parasitée par une chenille de Eurosta solidaginis.

La mouche Eurosta solidaginis pond ses œufs dans un rameau de verge d'or. Ces larves s’y développent en s'alimentant des cellules de l’hôte. La salive des larves possède une protéine particulière qui, en contact avec les tissus de l'hôte induit une multiplication cellulaire, entrainant la formation de la gale. Les chenilles y migrent alors et continuent de s’y alimenter. À l’approche de l’hiver, la verge d'or sécrète des aromates qui déclenchent la dessiccation des tissus. Les chenilles débutent alors leur production de sucres servant d’antigel pour empêcher la formation de cristaux de glace dans leurs cellules. La larve crée donc une niche en causant une modification du développement de la plante, et la plante déclenche le processus de préparation à l'hivernage de la larve[12]. Ces deux étapes illustrent le processus rétroactif de la construction de niche.

Guppys sauvages mâles et femelles (Poecilia reticulata).

Parmi les guppys vivant dans les rivières des montagnes du nord de Trinité-et-Tobago, il existe deux types de populations : celles fortement soumises à la prédation de poissons piscivores et celles sans ces prédateurs. Les guppys des populations exposées à la prédation sont plus petits lorsqu'ils atteignent la maturité et pondent moins d’œufs par portée. À l'inverse, les populations de guppys sans prédateurs atteignent de plus grandes densités d'individus.

Cette densité est un élément clé qui détermine plusieurs conséquences notamment la disponibilité des ressources alimentaires et la force de la compétition intraspécifique, ce qui se traduit par l'évolution des guppys des générations suivantes. En recréant les conditions naturelles en aquarium, on observe que les guppys soumis à une prédation importante produisent des excréments ayant une plus forte teneur en azote et en phosphore. Ceci entraîne une plus grande biomasse algale dans leur environnement, augmentant la fréquence des efflorescences. Ce changement pourrait être dû aux variations alimentaires des guppys, tant dans les préférences que dans la chaîne trophique.

Une diminution de cette quantité d'algues pourrait causer une perte des caroténoïdes, lesquels sont essentiels aux mâles[9] - [13].

Coquilles de bivalves, une classe de mollusques. "Acephala", de Ernst Haeckel, dans Kunstformen der Natur (1904).

Cette catégorie regroupe les ressources physiques ainsi que les diverses formes d'énergie et compose les ressources écologiques[9]. Même si les ressources abiotiques ont été modifiées plusieurs fois par plusieurs générations d’organismes et la trajectoire des transformations empruntées en est une qui ne saurait survenir sur une planète inhabitée ; ces changements sont loin de l’équilibre thermodynamique initial[9].

L’accumulation de coquilles et de débris squelettiques sur les fonds marins permet une meilleure fixation des larves, la croissance des adultes, et la stabilisation du substrat pour les espèces préférant ce type de fond. En comparant la densité de l’accumulation des débris calcaires entre différentes périodes géologiques, il existe une augmentation importante de la densité, particulièrement entre les époques associées à la transition de la domination des brachiopodes vers celles des mollusques. Le maintien de la domination des mollusques dans les communautés benthiques modifie à la fois le substrat marin et la composition des communautés benthiques, maintien qui persiste depuis très longtemps[17].

Les organismes construisant des niches ont l'aptitude de modifier les niches déjà existantes et de répondre à l’environnement. Il s'agit alors des interactions écologiques classiques telles la prédation, la compétition, etc. ainsi que des activités de reproduction.

Au niveau des populations :

• Une modification de la démographie des populations d'espèces différentes[9] : En reprenant l'exemple des guppys plus haut, à biomasse égale, les populations de guppys fortement soumises à la prédation produisent une circulation plus rapide des nutriments dans la chaîne trophique, augmentant considérablement le nombre d’algues présentes dans l’environnement[13].
• Une modification dans la structure/caractères de cette population[9] : Toujours selon l'exemple plus haut, les populations de guppys ayant des prédateurs piscivores ont, à maturité sexuelle, une taille plus petite et de plus petites portées[13].
• Distribution d’une population dans l’environnement.

Cette catégorie regroupe tant le matériel génétique que les connaissances et savoir-faire des organismes. Il est à noter que l'on ne retrouve pas de perturbation de ce genre sur des facteurs abiotiques. Dans le cas de signaux chimiques, tel le marquage, il s'agira de « ressources informatives portant un « presque » artéfact[9]. »

Tous les organismes portent en eux un matériel génétique qui est transmis d’une génération à l’autre. Chez les bactéries du genre Wolbachia, ces dernières entrainent un biais du sex-ratio en augmentant le nombre de descendants femelles puisque seules les hôtes femelles, surtout des arthropodes, permettent la transmission du parasite[12]. Chez les animaux, l’apprentissage et certaines interactions sociales sont d'autres ressources qui peuvent être utilisées pour modifier le milieu.

Comprend peu de cas, mais les signaux en sont un bon exemple[9]. Le jardinier maculé (Chlamydera maculata) mâle « cultive » différentes espèces du genre Solanum aux alentours du nid qu’il construit pour la femelle. On remarque qu’une grande diversité de couleurs de fruits est un attrait important pour la femelle et est associée à un plus grand succès reproducteur. Le genre Solanum se retrouve donc à des endroits où il ne s’y retrouvait pas auparavant. En effet, le mâle ne nichant pas toujours dans une zone peuplée par ces plantes, il en amène lui-même sur son site de nidification[18].

En haut : représentation de la théorie synthétique actuelle de l'évolution.
En bas : représentation de la théorie de l'évolution et de la construction de niche. Dans les deux cas, E représente l'environnement.

Le concept de la construction de niche n'est pas intégré à la théorie synthétique de l’évolution. Les défenseurs de son ajout considèrent la construction de niche, et donc l'héritage écologique, comme un processus évolutif en lui-même.

La théorie synthétique de l’évolution dans sa forme actuelle apparaît comme un principe unidirectionnel. C'est dans celle-ci que les défenseurs d'une nouvelle théorie évolutive voient comme un non-sens le fait que seul l’héritage génétique, qui détermine la sélection naturelle basée sur les pressions de l'environnement, définisse la totalité du développement et de l'évolution des organismes. Or, avec la formation d'une nouvelle théorie plus inclusive, les impacts de la construction de niche sur le développement des organismes seraient reconnus. De cette façon, la « réponse » des organismes à l’environnement, c’est-à-dire la modification du milieu, permettrait à l'héritage écologique de jouer un rôle évolutif à part entière[19]. Il est toutefois important de garder en tête que seul l'héritage écologique représenterait un processus évolutif « reconnu » s'il se maintient assez longtemps pour modifier les pressions de sélection. Ainsi, le développement d’un organisme serait guidé à la fois par la génétique ainsi que la régulation de l’environnement par la construction de niche et une certaine plasticité phénotypique. L’héritage écologique serait alors « transmis » aux générations suivantes au même titre que le bagage génétique de l’individu[9] - [10].

Si la construction de niche trouve des échos dans la nature, son statut n'est toutefois pas élevé au rang de théorie scientifique et le débat quant à son acceptation comme processus évolutif à part entière et sa place au sein de la théorie synthétique de l’évolution ne semblent pas chose acquise[20].