Question:
Y a-t-il des exemples de sauts soudains d'évolution?
David
2012-01-23 05:02:38 UTC
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Pour autant que je sache, diverses capacités comme le vol, la vue, l'ouïe, etc. ont été causées par une évolution lente, où ceux qui ont une plus grande capacité à ces choses avaient de meilleures chances de survie. (Si cette hypothèse est fausse, je suis heureux de supprimer cette question).

Existe-t-il, cependant, des exemples documentés de sauts évolutifs réalisés au cours de quelques générations seulement? Je comprends que certaines capacités ont un point de basculement où l'on obtient soudainement la capacité, mais il n'y a pas beaucoup de changement physiologique. Un exemple de cela serait la capacité de grimper à un arbre, ce qui pourrait soudainement être possible si le poids corporel est réduit de quelques pour cent seulement. Ma question porte sur les changements soudains des caractéristiques d'une créature.

À quel point est-ce assez soudain pour vous?
@Kevin Cela dépend de l'ampleur du changement dans les caractéristiques de la créature.
E. Coli peut-il subsister sur la cellulose? C'était une belle expérience contrôlée en laboratoire, montrant les 2 mutations nécessaires pour cela. Bien que cela n'ait été que rapide dans le temps chronologique, puisqu'il s'agissait de 40 000 générations de bactéries.
@Brightblades C'est certainement intéressant, mais avec cette question, je pensais principalement aux choses qui se passaient au cours de dizaines de générations. En revanche, ce qui compte vraiment pour la survie du plus apte, c'est bien sûr l'adaptabilité à s'adapter dans le temps chronologique. Combien de temps cette adaptation a-t-elle duré?
@David Je ne me souviens pas précisément, mais c'était sur une période de plusieurs années (un scientifique faisant l'expérience). Cela ne fait que 24 ans: http://en.wikipedia.org/wiki/E._coli_long-term_evolution_experiment
@Brightblades Merci pour le lien. C'est certainement une lecture intéressante!
Je vois que ma mémoire est défaillante à plusieurs niveaux ... Ce n'est qu'en 2008 que le traitement de l'acide citrique s'est produit. Mec, j'ai besoin d'un contrôle, je pense. Je pense que toute l'idée d'équilibre ponctué peut tomber dans votre question d'évolution rapide: http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/VIIA1bPunctuated.shtml
Je crois que le terme technique est un "Hard Sweep".
Cinq réponses:
kmm
2012-01-23 05:52:14 UTC
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Zuk et al. (2006) documentent l'évolution rapide des grillons sans chant dans une population de grillons qui utilisaient auparavant la chanson pour faire la cour.

En moins de 20 générations, plus de 90% des grillons mâles de l'espèce Teleogryllus oceanicus a évolué vers une nouvelle morphologie ("flatwing") qui les a rendus incapables d'appeler les femelles. Ils émettent l'hypothèse que ce changement résulte de la présence d'une «mouche parasitoïde à orientation acoustique» envahissante en Amérique du Nord.

Fondamentalement, les mouches détectent les mâles appelants et les parasitent, les rendant incapables de se reproduire. Sans la présence de la mouche parasitoïde, les mouches à ailes plates n'auraient probablement pas survécu. Les individus non appelants comptent sur la présence de mâles appelants pour rapprocher les femelles pour l'accouplement.

Même si c'est un bel exemple de changement évolutif, je me demande simplement si la perte d'une capacité déjà existante à produire des chansons peut être considérée comme une évolution, pas une dévolution ou une involution?
L'évolution n'est qu'une descente avec modification - ajouter ou soustraire n'a pas d'importance.
@Alexander Galkin: ne considéreriez-vous pas l'évolution comme un poisson évoluant en animal terrestre et perdant la capacité de respirer sous l'eau?
bobthejoe
2012-01-23 12:51:04 UTC
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La capacité de boire du lait par héritage de la persistance de la lactase via un seul changement d'allèle. Des études sociologiques et génétiques ont montré que l'immigration de quelques personnes tolérantes au lactose dans de grandes populations non tolérantes au lactose, le gène de persistance de la lactase se propage rapidement dans la population, signe d'une mutation dominante et de la survie du plus apte au travail.

Pas d'humeur à disséquer les articles mais voici quelques commentaires:

L'intolérance au lactose est-elle vraiment susceptible d'empêcher un organisme d'atteindre l'âge de reproduction et de réussir?
Il existe une bonne quantité de preuves génétiques qui le suggèrent. Des exemples de sélection naturelle sont observés dans les communautés pastorales qui sont passées d'une communauté agricole à une communauté laitière. Malheureusement, je ne connais pas assez bien le domaine pour trouver de bonnes sources.
Il s’agit d’un balayage sélectif (c’est-à-dire que l’abondance d’un allèle donné balaie une population par sélection). Mais ce n’est pas en soi un saut soudain d’évolution puisque l’allèle existe déjà (= «a déjà évolué»).
@Konrad: Cependant, l'allèle persistant de la lactase lui-même est le résultat d'une seule mutation ponctuelle que l'on pense être d'origine assez récente. (Certaines études suggèrent que cela s'est passé il y a environ dix mille ans, ce qui est un clin d'œil dans les échelles de temps de l'évolution.) C'est un autre cas d'évolution par perte de fonction: la mutation qui cause la tolérance au lactose chez les adultes désactive fondamentalement l'interrupteur qui, chez la plupart des mammifères, s'éteint. production de lactase après le sevrage.
Artem Kaznatcheev
2013-04-16 02:48:18 UTC
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@kmm et @shigeta vous ont fourni un joli compte rendu d'observation des sauts soudains chez les grands organismes. Cependant, si vous voulez voir où c'est la norme et essayer de construire une théorie mathématique, alors vous devez regarder quelque chose de beaucoup plus petit; le candidat principal est la maturation d'affinité.

Dans le système immunitaire humain, lorsqu'elles sont exposées à un antigène, les cellules B produisent des anticorps. S'il s'agit de votre première exposition à l'antigène, les anticorps produits auront probablement une très faible affinité de liaison. Cependant, après un certain temps d'exposition, vos cellules B commenceront à produire des anticorps avec des affinités beaucoup plus élevées pour l'antigène et ainsi vous pourrez mieux combattre la maladie. Ce qui est cool, c'est que l'antigène produit est réglé via un processus évolutif !

Il existe une survie différentielle, seuls les anticorps ayant la plus grande affinité pouvant survivre. La variabilité est introduite par un taux de mutation très élevé dans la région déterminant la complémentarité (CDR). (Tonegawa, 1983). La durée de ce processus évolutif est très courte, généralement un équilibre local est trouvé après seulement 6-8 changements nucléotidiques dans la CDR (Crews et al., 1981; Tonegawa, 1983; Clark et al., 1985), vous n'avez donc besoin que d'un quelques mutations ponctuelles pour développer rapidement un anticorps radicalement mieux réglé.

Le modèle mathématique standard pour cela est le modèle NK de Kauffman. Avec une séquence de protéines sur les sites $ N $ , nous disons que l’évolution est rapide (et que nous faisons un bond soudain) si, après le changement de notre paysage de fitness, nous pouvons arriver à un nouvel équilibre local dans un certain nombre de générations qui évolue avec $ \ log N $ . Kauffman & Weinberger (1989) a montré comment ce modèle peut être utilisé pour étudier la maturation d'affinité et a montré que pour réaliser un saut soudain, nous avons besoin d'une épistasie élevée et de faibles corrélations entre les mutants ponctuels. En particulier, leur modèle suggère que l'épistasie typique dans la CDR est de l'ordre de 40 protéines (sur les 112 protéines totales de la CDR).


Références

Clark, SH, Huppi, K., Ruezinsky, D., Staudt, L., Gerhard, W., & Weigert, M. (1985). Diversité inter et intraclonale dans la réponse anticorps à l'hémagglutine grippale. J. Exp. Med. 161, 687.

Crews, S., Griffin, J., Huang, H., Calame, K., & Hood, L. (1981). Un seul segment de gène V code la réponse immunitaire à la phosphorylcholine: la mutation somatique est corrélée à la classe de l'anticorps. Cell 25, 59.

Kauffman, S. et Weinberger, E. (1989) Le modèle NK de paysages de fitness robustes et son application à la maturation de la réponse immunitaire. Journal of Theoretical Biology , 141 (2): 211-245

Tonegawa, S. (1983). Génération somatique de diversité d'anticorps. Nature 302, 575.

shigeta
2012-01-28 12:26:25 UTC
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Je pense que cela pourrait faire référence à l'évolution de l ' équilibre ponctué comme décrit par Stephen Gould et al dans les années 70. Si tel est le cas, cela renvoie davantage à l'idée que les changements et les spéciations peuvent être assez rapides dans le temps et que pendant de longues périodes, vous ne voyez pas de changements morphologiques ou d'événements de spéciation dans l'enregistrement.

Si c'est le cas, cela est influencé par l'étude de l'évolution dans les cas où il y a très rapidement de grands changements dans l'environnement. Le cas classique est celui où il y a une île nue et que de nouveaux animaux n'arrivent que rarement. Tout cela est très inspiré des observations de Darwin aux Galápagos, mais a depuis été beaucoup étudié. Dans de tels cas, vous ne voyez qu'une poignée d'ensembles d'oiseaux apparaître soudainement et vous trouvez un pinson qui peut gratter les insectes de l'écorce, un autre qui peut creuser dans des niches étroites dans la roche pour se nourrir, où dans un écosystème plus large, deux espèces complètement différentes seraient en utilisant ces 2 sources de nourriture.

Il faut dire qu'aucun saut évolutif ne doit être compris comme une accélération ou une décélération de l'évolution. Seul un changement du taux d'adoption des variations en raison d'un ensemble plus large d'avantages possibles que ces variations peuvent représenter.

Même dans un équilibre ponctué, l'acquisition de nouveaux traits se fait sur une période de milliers de générations, et non «seulement sur quelques générations». Il n'est ponctué que sur l'échelle de temps géologique.
or1equals1
2014-09-26 18:50:35 UTC
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Avec tout le respect que je vous dois, quelques-unes de ces réponses, bien que de bons exemples de sélection au travail, ont été votées trop haut compte tenu de la question spécifique posée: «exemples documentés de sauts évolutifs réalisés, au cours de quelques générations seulement ? ”

Parfois, il vaut mieux être honnête et identifier quelque chose comme« inconnu »ou« à observer »plutôt que de lister (et faire voter les gens) des exemples de pauvres. Nous faisons de l'évolution un dés-service lorsque nous promouvons de mauvais exemples comme réponses à des questions comme celles-ci.

Pour expliquer:

Le cricket perd la capacité de chanter (communiquer) les exemples démontrent la mutation et la sélection naturelle au travail, mais ne montrent en réalité que la RÉDUCTION d'une capacité. Ce n’est pas un bon exemple de sauts d’évolution. Cela n'est bénéfique que dans un contexte SPÉCIFIQUE. Ce serait analogue aux chars sur un champ de bataille qui communiquent par radio, vulnérables aux missiles de poursuite radiofréquence. Tout char avec une radio cassée ne serait pas vulnérable à ces missiles. Bien que techniquement «bénéfique» dans ce contexte, c’est un exemple de perte de capacité et non de gain de capacité. Nous devons promouvoir des exemples de mutations qui PRODUISENT des capacités.

L'exemple de persistance de la lactase est également un exemple de mutation et de sélection naturelle, mais pas un bon exemple de GAIN dans la fonctionnalité (comme certains l'ont souligné dans les commentaires). C’est techniquement la perte du mécanisme normal d’arrêt de la production de lactase après le sevrage. Donc, encore une fois, une perte, qui se trouve avoir un effet secondaire bénéfique.

En ce qui concerne l'équilibre ponctué, je ne suis pas surpris que cela ait été mentionné, mais j'ai été surpris qu'il ait obtenu des votes. C’est une explication hypothétique des raisons pour lesquelles nous voyons des lacunes dans les fossiles, mais pas des «preuves» concluantes, ou dans le cas de la question posée, pas des «exemples documentés».

Encore une fois: nous faisons de l’évolution un mauvais service lorsque nous faisons la promotion de mauvais exemples comme réponses à des questions comme celles-ci. Concentrons-nous sur la qualité et non sur la quantité lorsqu'il s'agit de présenter des preuves d'évolution.

Pouvez-vous s'il vous plaît améliorer votre réponse et surtout supprimer les commentaires dénigrants contre les autres utilisateurs? Cela n'est pas nécessaire et ne contribue pas à la réponse.
J'ai essayé de le reformuler un peu, enlevé les poignées spécifiques. Mieux?


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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