C’est la principale conclusion d’une nouvelle étude dirigée par l’Université du Michigan dont la publication en ligne est prévue le 8 mai dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.

L’étude combine les données de deux articles publiés précédemment qui ont mesuré les changements de taille corporelle et de longueur d’aile chez un total de plus de 86 000 spécimens d’oiseaux sur quatre décennies en Amérique du Nord et du Sud. Une étude a examiné les oiseaux migrateurs tués après être entrés en collision avec des bâtiments à Chicago ; l’autre s’intéressait aux oiseaux non migrateurs capturés en Amazonie.

Bien que les deux ensembles de données ne se chevauchent pas dans la composition des espèces et la géographie, et que les données aient été collectées indépendamment à l’aide de méthodes différentes, les oiseaux des deux études ont affiché des déclins généralisés similaires de la taille corporelle avec des augmentations simultanées de la longueur des ailes.

Maintenant, une nouvelle analyse des données combinées a révélé un schéma encore plus frappant : dans les deux études, les espèces d’oiseaux plus petites ont diminué proportionnellement plus rapidement en taille corporelle et ont augmenté proportionnellement plus rapidement en longueur d’aile.

« Les relations entre la taille corporelle et les taux de changement sont remarquablement cohérentes dans les deux ensembles de données. Cependant, le mécanisme biologique sous-jacent au lien observé entre la taille corporelle et les taux de changement morphologique nécessite une enquête plus approfondie », a déclaré l’ornithologue Benjamin Winger, l’un des deux chercheurs de l’étude. auteurs principaux, professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive et conservateur adjoint au Musée de zoologie.

Les études de Chicago et d’Amazonie ont attribué les réductions de la taille corporelle des espèces à l’augmentation des températures au cours des 40 dernières années, ce qui suggère que la taille corporelle pourrait être un déterminant important des réponses des espèces au changement climatique.

Même ainsi, la raison exacte pour laquelle les espèces de plus petite taille changent plus rapidement reste une question ouverte, selon les chercheurs.

Il se pourrait que les oiseaux de plus petite taille s’adaptent plus rapidement aux pressions évolutives. Mais les données disponibles n’ont pas permis à l’équipe dirigée par UM de tester si les changements de taille observés représentent des changements évolutifs rapides en réponse à la sélection naturelle.

« Si la sélection naturelle joue un rôle dans les modèles que nous avons observés, nos résultats suggèrent que les espèces d’oiseaux plus petites pourraient évoluer plus rapidement parce qu’elles subissent une sélection plus forte, sont plus sensibles à la sélection, ou les deux », a déclaré le co-auteur principal Brian Weeks, spécialiste de l’évolution. écologiste à la UM School for Environment and Sustainability.

« De toute façon, la taille du corps semble être un médiateur principal des réponses des oiseaux au changement climatique contemporain. »

Donc, si les oiseaux de plus grande taille réagissent plus lentement au changement global, quel est le pronostic pour les décennies à venir, alors que les températures continuent de grimper ?

« Nos résultats suggèrent qu’une grande taille corporelle pourrait encore exacerber le risque d’extinction en limitant le potentiel d’adaptation aux changements anthropiques rapides et continus », a déclaré l’auteure principale de l’étude, Marketa Zimova, ancienne chercheuse postdoctorale de l’UM Institute for Global Change Biology, actuellement à l’Appalachian State University.

« En revanche, l’effet de la taille du corps sur les taux d’évolution pourrait augmenter la persistance des petits taxons si leur morphologie en évolution rapide reflète une réponse adaptative plus rapide aux conditions changeantes. »

La nouvelle étude a analysé les données de 129 espèces d’oiseaux : 52 espèces migratrices se reproduisant en Amérique du Nord et 77 espèces résidentes sud-américaines. Les 86 131 spécimens ont été collectés sur à peu près la même période en utilisant différentes techniques.

Le plus petit oiseau parmi les espèces de Chicago était le roitelet à couronne dorée (Regulus satrapa) d’une taille moyenne de 5,47 grammes, et le plus grand était le quiscale bronzé (Quiscalus quiscula) à 107,90 grammes. Parmi les espèces amazoniennes, la nymphe des bois à queue fourchue (Thalurania furcata) était la plus petite à 4,08 grammes, et la plus grande était la motmot amazonienne (Momotus momota) à 131,00 grammes.

L’ensemble de données nord-américain a été dérivé d’oiseaux récupérés par le personnel et les bénévoles du Field Museum de Chicago après des collisions avec des bâtiments de la ville. Pour chacun des 70 716 individus, l’ornithologue du Field Museum David Willard a mesuré la longueur du bec, la longueur des ailes, la masse corporelle et la longueur d’un os de la jambe inférieure appelé le tarse.

« Les oiseaux collectés lors de collisions avec des fenêtres à Chicago donnent un aperçu des changements morphologiques liés au changement climatique. Il est extrêmement gratifiant de voir les données de ces oiseaux analysées pour une meilleure compréhension des facteurs à l’origine de ces changements », a déclaré Willard, gestionnaire de collections émérite. et co-auteur de la nouvelle étude PNAS.

L’ensemble de données amazoniennes contient des mesures de 15 415 oiseaux non migrateurs capturés avec des filets japonais dans la forêt tropicale, mesurés puis relâchés. Deux mesures ont été régulièrement enregistrées tout au long de la période d’étude : la masse et la longueur des ailes.

Les vastes ensembles de données complémentaires ont fourni une occasion unique de tester si deux traits fondamentaux de l’organisme – la taille corporelle et la durée de la génération – ont façonné les réponses des oiseaux aux changements environnementaux rapides.

Parmi les biologistes, on suppose généralement que la durée de génération d’une espèce, définie comme l’âge moyen des individus produisant une progéniture, est un prédicteur important de sa capacité à s’adapter aux changements environnementaux rapides.

Les organismes à vie plus courte qui se reproduisent sur des échelles de temps relativement courtes, comme les souris, devraient évoluer plus rapidement que les créatures avec des durées de génération plus longues, comme les éléphants, car les souris ont plus fréquemment l’occasion d’utiliser les mutations génétiques aléatoires générées pendant la reproduction. .

Les auteurs de la nouvelle étude PNAS ont utilisé des modèles statistiques pour tester l’importance de la durée de la génération et de la taille corporelle des espèces dans la médiation des taux de changement morphologique chez les oiseaux.

Après avoir contrôlé la taille corporelle, ils n’ont trouvé aucune relation entre la durée de la génération et les taux de changement chez les espèces d’oiseaux nord-américaines. Les données sur la longueur des générations n’étaient pas disponibles pour les oiseaux d’Amérique du Sud, elles n’ont donc pas été incluses dans cette partie de l’analyse.

Dans le même temps, la nouvelle analyse a montré que la taille corporelle moyenne d’une espèce était significativement associée aux taux de changement mesurés chez les oiseaux de Chicago et d’Amazonie.

« La taille corporelle peut être un prédicteur précieux de la capacité d’adaptation et de la mesure dans laquelle l’évolution contemporaine peut réduire le risque d’extinction parmi les espèces », ont écrit les auteurs.

En plus de Winger, Weeks, Zimova et Willard, les auteurs de l’article PNAS sont Sean Giery de l’Université d’État de Pennsylvanie, Vitek Jirinec du Centre de recherche sur l’écologie intégrale et Ryan Burner de l’US Geological Survey.

L’étude a été financée par l’Institute for Global Change Biology de l’UM School for Environment and Sustainability.