Comment se fait la diversité des espèces ? Une idée est qu'il y a des poussées de diversification, mais ce n'est pas toujours le cas parmi divers groupes d'organismes. Oriane Loiseau et ses collègues ont enquêté sur la famille des fougères arborescentes Cyatheaceae.

La fougère argentée de Nouvelle-Zélande, Aussiphila dealbata, fait partie des Cyathéacées. Image: canva.

Les Cyatheaceae sont une famille de plus de six cents fougères tropicales et subtropicales, dont les plus hautes fougères de la planète. En comparaison avec d'autres familles de fougères de l'ordre des Cyatheales, elle est hyper-diversifiée. Son concurrent le plus proche, les Dicksoniacées, ne compte que 30 à 40 espèces. Les Cyatheaceae ont divergé des Dicksoniaceae il y a environ 145 millions d'années, après quoi de plus en plus d'espèces de Cyatheaceae ont évolué.

Loiseau et ses collègues ont combiné des données moléculaires avec des données fossiles pour créer un nouvel arbre phylogénétique des Cyatheaceae. Ils font remonter l'origine du groupe au Jurassique. Mais qu'est-ce qui a entraîné la diversité actuelle? Les auteurs comparent deux approches. L'une est qu'un accumulation lente et régulière d'espèces s'est produit. L'autre est que des lignées spécifiques ont conduit à la diversification.

Les scientifiques ont pris des données sur près de la moitié des espèces existantes de Cyatheaceae pour aider à clarifier les relations entre les différentes fougères. "Nous avons trouvé un soutien pour quatre clades principaux au sein des Cyatheaceae, qui sont ici appelés genres Alsophila, Cyathea, Gymnosphaera et Sphaeropteris", écrivent Loiseau et ses collègues. "Nous avons également récupéré un clade monophylétique pour les espèces néotropicales d'Alsophila, qui ont été réparties entre deux clades différents dans une phylogénie précédente avec un échantillonnage inférieur…"

L'augmentation de l'échantillonnage et l'utilisation de plusieurs méthodes qui conduisent à des conclusions similaires donnent aux auteurs confiance dans leurs résultats, même s'ils diffèrent de certaines études précédentes. "Les résultats de nos analyses de diversification utilisant différentes méthodes sont cohérents et indiquent systématiquement que le taux de diversification des Cyatheaceae était faible et a subi très peu de variations tout au long de leur longue histoire évolutive. Ce constat est cohérent avec une diversité échantillonnée presque stable dans les archives fossiles de Cyatheales, mais contraste fortement avec les précédents rapports de hétérogénéité dramatique dans les taux de diversification parmi les Cyatheaceae. Les études précédentes étaient basées sur environ 10% des espèces existantes et nous pensons que la multiplication par 5 de l'échantillonnage des taxons dans notre analyse et les progrès des méthodes de datation moléculaire sont à la base des conclusions divergentes concernant le rythme de diversification du groupe. "

"Cyatheaceae fournit un exemple convaincant des tropiques en tant que musée de la biodiversité et illustre que la différenciation morphologique rapide, les innovations clés et la divergence de niche ne sont pas une condition préalable à la prospérité d'un clade pendant des centaines de millions d'années."