Les espèces jumelles

Lorsque la mouche Drosophila pseudoobscura fut découverte et décrite on se rendit compte que le croisement de certains individus produisait des mâles stériles tandis que les femelles étaient fertiles. Il existait donc en son sein deux catégories d'individus que l'on regroupa sous le terme de race A et race B.

Le genre Drosophila contient plus de 400 espèces, ici l'espèce la plus célébre : Drosophila melanogaster
photographie André Karwath [CC-BY-SA-2.5], via Wikimedia Commons

Rien dans leur apparence ne permettait de les distinguer, cependant le chromosome de la race A est en forme de J et celui de la race B en forme de V. Dans la nature les deux races coexistent sur de vastes territoires sans que les individus se reproduisent entre eux. A force d'études les différences morphologiques discrète pour l’œil humain furent identifiées (tailles des ailes et appareil reproducteur externe du mâle). On en fit deux espèces différentes Drosophila pseudoobscura et Drosophila persimilis. L'écologie des deux espèces montre également des différences. Drosophila persimis a une distribution plus nordique, se rencontre plus souvent à une altitude élevée et montre une préférence pour les températures plus froides. Les femelles des deux espèces n'atteignent pas la maturité sexuelle au même âge. Enfin l'amputation des antennes des femelles réduit fortement leur capacité à reconnaître les mâles de leur propre espèce la distinction se fait donc à l'odeur. Les deux espèces représentent donc deux complexes génétiques différents même si les individus sont d'aspect très semblables : ce sont des espèces jumelles.

Les cas d'espèces jumelles existent dans tous les groupes d'animaux mais nous allons encore nous intéresser au genre Drosophila. En Amérique du Sud l'espèce Drosophila willistoni s'est révélé être un véritable bouquet d'espèces naissantes que l'on désigne maintenant sous le nom de "groupe Drosophila willistoni" mais voyons plutôt.

Le Groupe Drosophila willistoni 

Répartition de Drosophiles du groupe Drosophila willistoni
1- Drosophila willistoni willistoni
2- Drosophila willistoni quechua

Drosophila willistoni est très répandue en Amérique centrale dans les Antilles et en Amérique du Sud. Elle appartient à un groupe de 6 espèces morphologiquement très semblables : D. tropicalis, D. paulistorum, D. insularis, D. pavlovskiana et D. equinoxialis. Ce sont des espèces jumelles.

Drosophila willistoni comprends deux sous-espèces vivant sur des aires géographiques différentes : D. willistoni willistoni dans le bassin amazonien et D. willistoni quechua sur les côtes de l'océan pacifique. Dans la nature ces deux espèces ne se rencontrent pas : elles sont séparées par les Andes, les mouches ne survivant pas en altitude. Lorsque l'on croise en laboratoire des individus des deux sous espèces tous les descendants sont fertiles sauf pour le croisement suivant : un mâle willistoni est croisé avec une femelle quechua. Dans ce cas et dans ce cas seulement les mâles de la descendance sont stériles et les femelles fertiles. L'isolement reproductif est donc incomplet. Les deux sous espèces en sont au premier stade de la spéciation. Mais que se passerait-il si elles entraient en contact? Cette "expérience" a été réalisée naturellement par D. paulistorum.

Drosophila paulistorum : une expérience grandeur nature

D. paulistorum est une espèce qui comprend six semi-espèces (espèces en formation). La semi-espèce Orénoque vit dans la vallée du fleuve du même nom. La semi-espèce Andin-Brésilien a une aire de répartition plus vaste qui s'étend des côtes de l'océan pacifique aux côtes de l'atlantique. Les deux semi-espèces cohabitent donc dans la vallée de l'Orénoque.

On a étudié le comportement des individus de la semi-espèce au cours de la reproduction lorsqu'ils sont mélangés avec des individus de la semi-espèce orénoque. On compte le nombre de croisements entre individus n'appartenant pas à la même semi-espèce. On distinguant pour les individus Andin-brésilien ceux qui vivent sur la côte du pacifique et ceux qui vivent dans la vallée de l'Orénoque (en présence de la semi-espèce orénoque), on obtient les résultats suivants :

 Les Andins-brésiliens de la vallée de l'Orénoque font beaucoup moins d'erreurs dans le choix de leur partenaire que ceux de la côte du pacifique. Le comportement (ou éthologie) contribue ici à un l'isolement presque parfait des deux semi-espèces dans la vallée de l'Orénoque. Les gènes qui permettent cet isolement éthologique ne sont pas répandus dans l'aire de répartition des Andins-brésilien. Lorsque ce sera le cas les semi-espèces Andins-brésilien et Orénoque seront deux espèces séparées. Pour l'instant elles n'ont atteint que le deuxième stade de la spéciation.

Le résultat final du processus de spéciation peut-être observé dans le cas des espèces du groupe Drosophila willistoni. D. equinoxialis et D. willistoni coexistent dans la vallée de l'Orénoque sans se croiser. Dans la nature on ne connaît pas d'hybrides entre les deux espèces et ceux que l'on peut obtenir, avec beaucoup de difficultés, au laboratoire sont complètement stériles.

Stades de la spéciation dans le groupe de Drosophila willistoni :
1 - premier stade : isolement reproductif incomplet, pas d'isolement éthologique
2 - deuxième stade :isolement reproductif incomplet, isolement éthologique
espèce - isolement reproductif et éthologique