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Posté par Michel le Mercredi 31/07/2013 à 00:00
La reproduction sexuée reste compétitive dans le monde vivant
Une équipe de chercheurs français, notamment du Muséum national d'Histoire naturelle et du CNRS (1), vient de publier dans la revue scientifique PLoS ONE les résultats d'une modélisation du diagramme de L'Origine des espèces de Charles Darwin. Les scientifiques expliquent pourquoi, malgré l'avantage à court terme que procure la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude...) asexuée, c'est la reproduction sexuée qui prédomine dans le monde (Le mot monde peut désigner :) vivant.

On a l’habitude de présenter la diversité des êtres vivants sous la forme statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :) d’une collection d’espèces. Comme l’a montré Darwin, cette vision est fausse, les formes vivantes actuelles constituent un « instantané » dans une dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) constante où des lignées se différencient et s’éteignent. C’est à partir de ce modèle que les scientifiques ont tenté de revisiter la problématique du maintien du sexe (Le mot sexe désigne souvent l'appareil reproducteur, ou l’acte sexuel et la sexualité dans un sens plus global, mais se réfère aussi aux...) dans les lignées d’êtres vivants.


Diagramme extrait de L’Origine des espèces de Charles Darwin.
Le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) s’écoule de bas en haut et la différence écologique entre les différentes lignées
se mesure par leur distance horizontale.

Le sexe est fréquent chez les êtres vivants pluricellulaires. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) banale est devenue une énigme lorsque, dans les années 1970, des évolutionnistes ont montré que la reproduction asexuée était, en général, au moins deux fois plus efficace que la reproduction sexuée. Schématiquement, le sexe consiste à se mettre à deux (un mâle et une femelle) pour faire ce que l’une des deux (la femelle) aurait aussi bien pu faire seule, en se clonant, donc). L’apparition d’une femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.) asexuée dans une espèce sexuée devrait donc aboutir, en quelques dizaines de générations, à la disparition du sexe (et, accessoirement, des mâles) dans l’espèce. Ceci s’est produit dans une petite part des formes actuelles comme par exemple chez certains lézards, poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien qu’assez grande, elle...), insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901),...) ou plantes (2). Or on sait qu’une large majorité des espèces est sexuée. La question est donc de comprendre comment le sexe, défavorisé à court terme est maintenu dans une majorité de lignages d’êtres vivants.

On sait par ailleurs que, grâce au brassage génétique qu’il induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en...), le sexe fournit deux avantages aux populations d’êtres vivants. D’une part, le sexe leur permet de disposer d’une diversité de combinaisons génétiques qui aident à l’adaptation à des situations nouvelles. D’autre part, en mettant en contact des génomes différents et en les recombinant, le sexe permet de se débarrasser plus efficacement des mutations défavorables. Le problème, c’est que ces avantages se situent à l’échelle de la population, de la lignée évolutive et ne sont vraiment opérants qu’à long terme tandis que l’avantage à la reproduction asexuée donné plus haut est immédiat et se situe à l’échelle des individus.

Pour résoudre cette question, les scientifiques ont formalisé (c'est-à-dire développé un modèle formel, sous forme informatique) le diagramme qui constitue la seule figure de L’Origine des espèces de Charles Darwin. Dans ce diagramme, les lignées évolutives produisent constamment de nouvelles formes qui sont plus ou moins différenciées les unes par rapport aux autres. Le temps s’écoule de bas en haut et la différence écologique entre les différentes lignées se mesure par leur distance horizontale. Les lignées qui sont proches d’autres ont alors plus de chances de s’éteindre du fait de la compétition, que des lignées se trouvant moins proches.

Dans ce modèle, les scientifiques ont laissé, au cours du temps, apparaître des formes asexuées, s’éteindre les lignées souffrant le plus de la compétition avec les autres et même évoluer la probabilité pour une lignée de voir apparaître une forme asexuée. Sous diverses conditions, on trouve ainsi des structures comparables aux structures observées dans la nature c'est-à-dire des lignées majoritairement sexuées et des lignées, souvent récentes pratiquant la reproduction asexuée.

La sélection, dans ce modèle, se situe d’une part entre individus à l’intérieur de chaque lignée (où elle aboutit à la perte du sexe, les femelles asexuées laissant plus de descendants que les autres) et entre lignages évolutifs (où les lignages sexués se différenciant plus, s’éteignent moins). C’est l’équilibre dynamique entre ces deux forces opposées qui serait responsable du fait que la reproduction sexuée reste majoritaire dans le monde vivant.


Notes:

(1) Laboratoire Ecologie, systématique et évolution (CNRS/Université Paris-Sud) et Laboratoire Origine, structure et évolution de la biodiversité (CNRS/MNHN).

(2) Seule la lignée des mammifères est strictement incapable de produire naturellement des femelles parthénogénétiques (formes asexuées).


Référence:

de Vienne DM, Giraud T, Gouyon P-H (2013) Lineage Selection and the Maintenance of Sex. PLoS ONE (PLoS One est une revue scientifique exclusivement en ligne couvrant tous les domaines de la biologie et de la médecine sans distinction, qui a été lancée à fin 2006. Un des objectifs de PLoS One...) 8(6): e66906. doi:10.1371/journal.pone.0066906


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Source: CNRS
 
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