Les 14 espèces de pinsons qui peuplent les îles Galapagos ont constitué pour Darwin une importante source d’inspiration pour proposer le mécanisme désormais universellement reconnu de l’évolution des espèces: la sélection naturelle. Lors de son voyage à bord du navire Beagle, Darwin visita l’archipel des Galapagos et conclut que les espèces de pinsons qu’il y avait observées présentaient des affinités avec des espèces du continent sud-américain. Il émit l’hypothèse que les diverses espèces qui possédaient des becs différents étaient le résultat d’une adaptation aux conditions écologiques locales, par un mécanisme de sélection naturelle. Des preuves relevées sur d’autres espèces amenèrent à penser que la séparation géographique de chaque population insulaire était une condition importante pour leur divergence. Ce processus de changement évolutif dans la formation de nouvelles espèces devint la thèse centrale du livre que Darwin publia en 1859: On the Origin of Species (L’origine des espèces).
Peter et Rosemary Grant ont poursuivi l’oeuvre de Darwin jusqu’au 21e siècle en effectuant des recherches à très long terme qui ont associé les outils et les concepts de l’écologie, du comportement, de la génétique et de l’évolution. Leurs découvertes ont confirmé et élargi les hypothèses de Darwin, qu’ils ont traduites dans un langage contemporain et dont ils ont analysé les mécanismes de base.
Ils ont tout d’abord montré la rapidité surprenante avec laquelle la sélection naturelle agit. Ils ont découvert que lorsqu’il y a des changements dans la disponibilité de nourriture dus aux variations climatiques liées à El Niño, il y a une forte selection naturelle qui entraîne des changements dans la taille et la forme du bec ainsi que dans la taille du corps. Les années où les graines sont plus dures, les oiseaux dotés d’un bec plus grand et plus fort ont un avantage sélectif; les autres années, c’est le contraire. Deux aspects importants de cette découverte sont: a) la grande variabilité génétique de ces traits écologiquement importants (forme du bec et du corps) dans les populations naturelles; b) la rapidité avec laquelle les caractéristiques de ces populations peuvent changer. Ces découvertes ont constitué toutes deux une extraordinaire surprise pour les biologistes de l’évolution.
En second lieu, les Grant ont décrit les mécanismes par lesquels différentes populations de pinsons des Galapagos peuvent être isolées du point de vue reproducteur et évoluer ainsi en nouvelles espèces. Ils ont découvert que lorsqu’elles choisissent un compagnon, les femelles des pinsons des Galapagos distinguent les mâles sur la base de leur chant. Le chant lui-même et la préférence pour un certain type de chant sont transmis des parents aux petits au moyen de l’apprentissage. Les chants sont transmis comme un héritage culturel de père en fils. Ce processus garantit que les femelles ne s’accouplent qu’avec des mâles ayant le même background génétique, ce qui favorise un isolement reproducteur entre les groupes, préalable essentiel pour la spéciation. L’isolement reproducteur entre les espèces de pinsons des Galapagos n’est toutefois pas total. Il y a parfois des hybrides qui sont généralement, mais pas toujours, éliminés par la sélection. Quand ce n’est pas le cas, le passage des gènes entre les espèces maintient, voire augmente, la diversité génétique au sein des populations.
Enfin, les Grant ont utilisé les variations de l’ADN mitochondrial et les marqueurs microsatellites de l’ADN nucléaire pour montrer que les 14 espèces de pinsons ont évolué à partir d’un ancêtre commun arrivé sur les îles Galapagos il y a 2 à 3 millions d’années. Ils ont également réussi à identifier un gène, Bmp4, qui influe sur le développement de la forme du bec et pourrait donc avoir joué un rôle important dans la divergence évolutive des pinsons des Galapagos.
Les travaux des époux Grant sur les pinsons des Galapagos sont universellement reconnus comme étant le travail de terrain montrant l’évolution en action le plus important de ces dernières décennies. Ils sont cités dans tous les grands ouvrages sur l’évolution et ont constitué le sujet d’un livre de sciences fort populaire The Beak of the Finch: A Story of Evolution in Our Time, de Jonathan Weiner (1994, Alfred Knopf, New York).
Les Grant sont deux éminents chercheurs dans leur domaine et méritent pleinement de recevoir le Prix Balzan pour la biologie des populations.
États-Unis/Royame-Uni
Peter et Rosemary Grant
Prix Balzan 2005 pour la biologie des populations
