Sexualité

Les chercheurs Fermer Dans le mystère de Sex Pourquoi Evolved

Les chercheurs Fermer Dans le mystère de Sex Pourquoi Evolved

La raison pour laquelle, en termes d'évolution, les organismes ont des relations sexuelles peut sembler plutôt évidente - ils le font pour se reproduire. Il est clair que la sélection naturelle doit favoriser les individus qui peuvent se reproduire par rapport à ceux qui ne le peuvent pas. Mais cela manque le point. Pour de nombreuses espèces, il existe une alternative: la reproduction asexuée.

Alors pourquoi le sexe a-t-il évolué chez tant d'espèces? Étonnamment, il n'y a pas de réponse claire et unique à cette question. En effet, à ce jour, les chercheurs ont développé plus de 20 différentes hypothèses. Dernièrement, un certain nombre d'expériences ont commencé à tester ces théories, nous emmenant plus près de trouver une solution.

Chez les espèces asexuées, une femelle se reproduit sans la contribution génétique d'un mâle et rend les filles effectivement identiques à elle-même. Quiconque a eu ses roses brisées par des pucerons (alias: les vertes ou les pucerons) saura à quel point cette stratégie peut réussir.

La clé du problème intellectuel est le fait que les hommes n'investissent souvent pas dans la progéniture. Alors que les mères sexuelles ont besoin de produire à la fois des fils et des filles, une femme asexuée peut faire des filles seules. Si les femelles investissent dans le sexe (elles font des œufs, nourrissent les jeunes, etc.), cela facilite beaucoup la croissance rapide de la population: une femelle asexuée peut devenir deux, deux peuvent devenir quatre, quatre peuvent devenir huit, etc. par expériences comparer efficacement des coléoptères asexués avec des coléoptères sexuels en laboratoire.

Mis à part les mammifères (y compris les humains) et les oiseaux, il existe des espèces asexuées dans à peu près tous les groupes taxonomiques, y compris des poissons, des reptiles, des plantes et des insectes - mais elles sont rares. Donc, malgré les avantages de la reproduction asexuée, cela nous dit qu'à long terme, le sexe gagne.

Mauvaises mutations par rapport à l'adaptation

La recherche évolutionnaire sur le problème s'est largement centrée sur deux grandes classes d'hypothèses. Ils sont tous deux basés sur le fait que le sexe génère des variations en mélangeant la constitution génétique des parents. Vous et moi ne sommes pas des copies identiques de nos parents, alors que les filles d'un puceron asexué sont.

Cette variation se manifeste au niveau génétique: le sexe génère certains organismes au sein de l'espèce avec beaucoup de mutations nocives et certains avec relativement peu. Les partisans de la soi-disant théorie déterministe mutationnelle font valoir que si les organismes avec de nombreuses mutations ont des chances de survie de manière disproportionnée faibles, de mauvaises mutations ont tendance à disparaître avec leurs hôtes, la génération d'un grand nombre d'organismes qui sont exempts de telles mutations. Chez les espèces asexuées, en raison de ce manque de variation, aucun individu en particulier est grevée par des mutations. Par conséquent, personne ne la mort mutationnelle supprime que de nombreuses mutations nuisibles.

Cette théorie est de plus en plus remise en question, car il devient clair que de nombreuses espèces sexuelles, y compris insectes et plantes, Ne sont pas réellement produire autant de mutations nuisibles comme la théorie exige.

Une autre hypothèse de candidat sérieux affirme que le sexe permet une lignée de adapter aux conditions changeantes. Les expériences confirment que les membres d'une lignée sexuelle adaptent généralement plus rapide que les membres asexuées de la même espèce lorsque les conditions changent. En effet, la expérience beetle mentionné ci-dessus a montré que si une population sexuelle est autorisée à évoluer librement dans des conditions changeantes, elle peut tout à fait déplacer la population asexuée.

Il peut y avoir plusieurs raisons pour lesquelles le sexe facilite l'adaptation. Par exemple, imaginez deux individus dans une population asexuée que les deux ont une bonne mais différente mutation. Parce que leur ADN ne peut pas mélanger, leurs descendants se retrouvent en concurrence avec l'autre (ce qui est appelé interférence clonale) - vous ne serez jamais les avantages des deux mutations chez un individu. Dans une population sexuelle, cependant, les deux bonnes mutations peuvent trouver leur chemin dans un seul individu. De cette façon, nous obtenons le bénéfice des deux, ce qui rend l'adaptation beaucoup plus facile. Une étude au niveau moléculaire publié sur 24 Février a confirmé que le sexe atténue effectivement l'interférence clonale.


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La théorie de la Reine: les parasites?

Donc, augmenter la vitesse d'adaptation semble être une très bonne explication. Mais que se passe-t-il après qu'un changement environnemental a eu lieu et que les conditions se sont stabilisées? Ne devrait-on pas s'attendre à ce que les asexuels concurrencent à nouveau les rapports sexuels? Pour cette raison, de nombreux chercheurs sont de plus en plus attirés par l'idée que la variation créée par le sexe permet également aux espèces de s'adapter à la course sans fin des armes évolutives avec leurs parasites.

Ce genre de jeu évolutif de chat et de souris est connu comme Red Queen évolution, du personnage d'Alice au pays des merveilles qui a insisté sur le fait qu'il faut courir pour rester au même endroit. En effet, les gènes liés à l'immunité sont parmi ceux qui évoluent le plus rapidement. Il y a aussi preuve récente ces espèces peuvent augmenter la quantité de mélange génétique qu'elles font lorsqu'elles sentent qu'elles sont infectées par un parasite. Cela signifie que leur progéniture sera encore plus différente les uns des autres et de leurs parents.

Nous savons aussi que les inconvénients d'une absence de variation dans les plantes cultivées asexués. Par exemple, une attaque par des parasites a conduit à la Famine irlandaise de la pomme de terre dans 1845-49. Actuellement, les bananes sont sous la menace de l'attaque par de nombreux parasites fongiques. Ceci est préoccupant étant donné que plus de 95% du commerce d'exportation de bananes est de seulement une souche asexuée (Cavendish).

Donc, faire les organismes ont des rapports sexuels pour que leurs descendants ne seront pas anéantis par la maladie - ou pour les rendre relativement exempt de mutations nuisibles? Ces hypothèses ne doivent pas être mutuellement exclusifs. Les chercheurs dans le domaine sont de plus en plus intéressés par une sorte de modèle hybride.

Actuellement, nous nous dirigeons vers des études de évolution du sexe au niveau moléculaire - De sorte que nous pouvons cartographier les mutations exactes qui sont perdus ou gagnés lors de l'adaptation. Des études sur le sort des mutations à la suite de la co-évolution des hôtes et les parasites sont également juste autour du coin. Un problème majeur reste cependant: comprendre pourquoi plusieurs espèces n'ont pas le meilleur des deux mondes (comme d'ailleurs les pucerons font), et avoir les deux phases de la reproduction sexuée et asexuée.

A propos de l'auteur

hurst laurenceLaurence D. Hurst, professeur de génétique évolutive au Milner Center for Evolution, Université de Bath. Ses recherches portent sur l'évolution des gènes, des génomes et des systèmes génétiques. Il s'intéresse particulièrement à la compréhension du sort des mutations apparemment inoffensives. Les travaux actuels visent à traduire la compréhension évolutive de l'évolution des gènes et du génome en diagnostics améliorés et en soins de santé.

Cet article a paru sur The Conversation

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