Le rayonnement adaptatif est un principe de la biologie évolutive dans lequel une espèce, en réponse à opportunités dans son environnement, s'adapte et développe rapidement de nouveaux traits et se diversifie dans de nombreuses espèces. Un exemple de radiation adaptative se trouve dans les fleurs d’ancolie (genre Aquilegia ), un groupe d’environ 70 espèces qui ont des éperons de nectar s’étendant à la base des pétales de fleurs. La particularité de ces éperons est que chaque espèce a des éperons de longueur différente, apparemment adaptés au pollinisateur de cette espèce, que ce soit un colibri, un faucon ou une abeille.
Depuis Charles Darwin, les scientifiques ont observé des exemples similaires de rayonnement adaptatif mais n’ont pas été en mesure de décrire ce qui se passe à l’échelle cellulaire ou génétique. "Darwin, observant les orchidées, a reconnu que l'épeautre extraordinairement long du nectar sur l' Angraecum avait dû évoluer de concert avec la langue également longue du papillon qui la pollinisait, mais le mécanisme exact pour ce type d'adaptation a été une spéculation" dit Sharon Gerbode de l’Université de Harvard.
Gerbode et ses collègues de Harvard et de l’Université de Californie à Santa Barbara ont étudié ce mécanisme en colombine et en ont rendu compte dans les Actes de la Royal Society B. Pendant des décennies, les scientifiques ont pensé que les différences de longueur d'éperon de nectar étaient dues au nombre de cellules dans l'éperon de nectar. Mais lorsque les chercheurs ont compté le nombre de cellules et calculé la surface et le degré d’allongement de chaque cellule (ce qui a nécessité plus de 13 000 mesures sur plusieurs espèces), ils ont constaté que les hypothèses étaient fausses. Presque toute la différence de longueur d'éperon peut être attribuée à la longueur des cellules.
Chez chaque espèce, la division cellulaire dans l'éperon de nectar s'arrête lorsque l'éperon mesure environ 5 millimètres. Ensuite, les éperons commencent à s’allonger et le nombre de jours qu’ils consacrent à la croissance détermine la longueur éventuelle de l’éperon.
«Maintenant que nous comprenons la véritable base développementale de la première apparition et de la diversification des éperons, nous pouvons mieux deviner quels gènes ont contribué au processus», explique Elana Kramer, co-auteur de l'étude. Des recherches ultérieures devraient donner aux scientifiques un aperçu des fondements génétiques à la base des rayonnements de ce genre.
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