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Evolution : la sélection naturelle est deux fois plus rapide que prévu
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Evolution : la sélection naturelle est deux fois plus rapide que prévu

A chaque génération, la sélection naturelle permet un gain de 18,5% de chances de survie de la descendance, simplement grâce à la génétique, d’après de nouveaux travaux sur la faune sauvage publiés dans Science. Un chiffre deux fois plus important qu’attendu, mais probablement insuffisant pour contrer le changement climatique.

Une action de la sélection naturelle deux fois plus rapide que prévu

“Au début, je n’ai pas cru à nos résultats. J'étais sûr qu’il y avait une erreur de calcul”, se rappelle Timothée Bonnet, biologiste de l’Evolution à l’Australian National University de Canberra (Australie) et premier auteur de ces nouveaux travaux. Mais même avec les hypothèses de calcul les plus strictes et les postulats les plus conservateurs, le nombre ne change que très peu. “Nous trouvons qu’en moyenne, la sélection naturelle seule cause des modifications génétiques augmentant le nombre de progénitures de 18,5%, en seulement une génération”... Contre 9% dans les précédentes études. Chez les 15 espèces sauvages examinées, de la hyène tachetée à la mésange bleue, les modifications génétiques bénéfiques liées à l’Evolution survenaient donc deux fois plus rapidement que prévu.  

Une méthode créée pour des besoins agricoles

Pour comprendre cette surprenante conclusion, il faut revenir quelques décennies en arrière, lorsque les professionnels de l’agriculture ont cherché à identifier les animaux les plus avantageux à accoupler. Pour savoir par exemple quel taureau reproducteur ferait les vaches laitières les plus productives, il est nécessaire d’évaluer à quel point la quantité de lait produite est héréditaire, et d’identifier les taureaux dont la généalogie est la plus avantageuse. “La beauté de cette méthode, c’est qu’elle permet d’étudier la base génétique de traits non directement mesurables (un taureau ne produit pas de lait) sans même avoir besoin d’identifier les gènes en question”, explique à Sciences et Avenir Alexandre Courtiol, co-auteur de l'article et spécialiste en Biologie de l’Evolution à l’IZW de Berlin (Allemagne). Il suffit de recréer la généalogie, le lien de parenté entre individus. La génétique quantitative ne cherche donc pas à identifier des gènes, mais à évaluer à quel point la transmission de la caractéristique observée est due à la génétique (et non à l’environnement, la culture, etc).  

Une valeur initialement sous-estimée par les travaux précédents

Appliquée à des espèces sauvages, la génétique quantitative version agricole permet donc théoriquement de mesurer l'influence de la génétique dans les changements d’une espèce au cours du temps. Le trait examiné dans cette étude n’est alors plus la production de lait, mais le nombre de descendants vivants générés à chaque génération. Mais c’est là que le bât blesse, car transposer des méthodes inventées pour observer la quantité de lait produite expose dans ce cas-ci à des erreurs statistiques. D’abord, “la quantité de lait, est une variable continue (qui peut prendre une infinité de valeurs, ndlr), tandis que le nombre de descendants est une variable discrète (il ne prend que des valeurs rondes type 0, 1, 2, etc. ndlr)”, explique Alexandre Courtiol. Ensuite, dans certaines populations sauvages, 95% des individus ne survivent pas jusqu’à l’âge reproducteur, pointe Timothée Bonnet. Tous ces décès créent un pic à la valeur zéro, qui n’existait pas dans les modèles agricoles et met donc à mal le modèle mathématique. “Ne pas tenir compte de ce pic en zéro fausse l'estimation et sous-estime le potentiel adaptatif des espèces”, ajoute Alexandre Courtiol. “Je m’attendais donc à ce que les études précédentes aient sous-estimé la vraie valeur, mais je ne savais pas à quel point !”

15 espèces sauvages étudiées pendant des décennies

Pour mener ces travaux, les chercheurs ont dû réunir des jeux de données très divers, détaillant chacun jusqu’à 50 ans d’observations sur 19 populations de 15 espèces d’oiseaux et de mammifères (les plus aisés à étudier). L’équivalent de 2,6 millions d’heures d’observations rapportant précisément la généalogie de chaque individu. “Nous avons utilisé les meilleurs jeux de données généalogiques d’animaux sauvages au monde”, affirme Alexandre Courtiol. C'est à partir de ces données que les chercheurs évaluent le poids de l'Evolution par la sélection naturelle dans la reproduction des animaux. Mais ce n’est pas aussi simple qu’il n’y parait en fonction des espèces. La hyène tachetée a par exemple une structure sociale très forte : les femelles y sont dominantes, et transmettent ce statut à leur progéniture, qu’elle soit biologique ou adoptée. Celle-ci aura donc un meilleur accès à la nourriture et aux abris, améliorant leurs chances de survie et de reproduction sans qu’il soit question de génétique. Mais les chercheurs parviennent finalement à obtenir du modèle mathématique qu'il fasse la différence entre les avantages social et génétique.  

Le carburant de l’Evolution, une ressource qui s’épuise face au changement climatique

“Ce qu’il faut comprendre, c’est que si l'Evolution par la sélection naturelle était le seul mécanisme en jeu dans la survie de ces populations, chaque génération aurait 18,5% de chances de survie en plus”, explique Timothée Bonnet. “Mais en réalité, la survie est une course entre ces avantages génétiques et les effets négatifs d’autres facteurs comme la compétition entre individus, les migrations qui apportent des gènes moins bien adaptés et la dégradation continue de l’environnement." Car à mesure que ce dernier se dégrade - et de plus en plus vite - sous l’action des humains, les espèces sauvages doivent de plus en plus compter sur la sélection naturelle pour les aider à survivre.  

Il y a deux siècles près de Londres par exemple, les phalènes du bouleau les plus foncées avaient soudainement été avantagées lorsque la pollution de la Révolution Industrielle avait teinté les troncs de noir, les rendant moins visibles des prédateurs. L’espèce originellement claire était alors devenue presque entièrement noire. De nos jours, où la zone est moins polluée, les quelques individus portant encore les gènes conférant une couleur claire ont permis à la teinte d’origine de reprendre le dessus. Mais pour que des individus soient avantagés par la sélection naturelle, encore faut-il qu’il y ait suffisamment de diversité génétique parmi laquelle révéler des avantages. Si les éléments génétiques permettant la couleur claire des phalènes du bouleau n’avaient pas perduré, il aurait fallu attendre l'apparition de mutations aléatoires pour que l’espèce éclaircisse à nouveau, les rendant en attendant dangereusement visibles des prédateurs. “Les mutations aléatoires permettent d'augmenter la diversité génétique, mais c’est long. Elles peuvent prendre plusieurs générations à apparaître”, explique Timothée Bonnet. Cette diversité génétique si longue à s’enrichir est le véritable fuel de l’Evolution, la réserve parmi laquelle la sélection naturelle peut assurer une augmentation de 18,5% de survie à chaque génération. Mais le chercheur ne se leurre pas : malgré ce chiffre bien plus élevé que prévu, à ce rythme de dégradation environnementale, c’est une course à la survie que de nombreuses espèces sauvages ne peuvent pas gagner.


Source : Camille Gaubert / Sciences et Avenir
Crédit : MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRA / SPB / Science Photo Library via AFP

Evolution : la sélection naturelle est deux fois plus rapide que prévu Actualités

Evolution : la sélection naturelle est deux fois plus rapide que prévu

A chaque génération, la sélection naturelle permet un gain de 18,5% de chances de survie de la descendance, simplement grâce à la génétique, d’après de nouveaux travaux sur la faune sauvage publiés dans Science. Un chiffre deux fois plus important qu’attendu, mais probablement insuffisant pour contrer le changement climatique.

Une action de la sélection naturelle deux fois plus rapide que prévu

“Au début, je n’ai pas cru à nos résultats. J'étais sûr qu’il y avait une erreur de calcul”, se rappelle Timothée Bonnet, biologiste de l’Evolution à l’Australian National University de Canberra (Australie) et premier auteur de ces nouveaux travaux. Mais même avec les hypothèses de calcul les plus strictes et les postulats les plus conservateurs, le nombre ne change que très peu. “Nous trouvons qu’en moyenne, la sélection naturelle seule cause des modifications génétiques augmentant le nombre de progénitures de 18,5%, en seulement une génération”... Contre 9% dans les précédentes études. Chez les 15 espèces sauvages examinées, de la hyène tachetée à la mésange bleue, les modifications génétiques bénéfiques liées à l’Evolution survenaient donc deux fois plus rapidement que prévu.  

Une méthode créée pour des besoins agricoles

Pour comprendre cette surprenante conclusion, il faut revenir quelques décennies en arrière, lorsque les professionnels de l’agriculture ont cherché à identifier les animaux les plus avantageux à accoupler. Pour savoir par exemple quel taureau reproducteur ferait les vaches laitières les plus productives, il est nécessaire d’évaluer à quel point la quantité de lait produite est héréditaire, et d’identifier les taureaux dont la généalogie est la plus avantageuse. “La beauté de cette méthode, c’est qu’elle permet d’étudier la base génétique de traits non directement mesurables (un taureau ne produit pas de lait) sans même avoir besoin d’identifier les gènes en question”, explique à Sciences et Avenir Alexandre Courtiol, co-auteur de l'article et spécialiste en Biologie de l’Evolution à l’IZW de Berlin (Allemagne). Il suffit de recréer la généalogie, le lien de parenté entre individus. La génétique quantitative ne cherche donc pas à identifier des gènes, mais à évaluer à quel point la transmission de la caractéristique observée est due à la génétique (et non à l’environnement, la culture, etc).  

Une valeur initialement sous-estimée par les travaux précédents

Appliquée à des espèces sauvages, la génétique quantitative version agricole permet donc théoriquement de mesurer l'influence de la génétique dans les changements d’une espèce au cours du temps. Le trait examiné dans cette étude n’est alors plus la production de lait, mais le nombre de descendants vivants générés à chaque génération. Mais c’est là que le bât blesse, car transposer des méthodes inventées pour observer la quantité de lait produite expose dans ce cas-ci à des erreurs statistiques. D’abord, “la quantité de lait, est une variable continue (qui peut prendre une infinité de valeurs, ndlr), tandis que le nombre de descendants est une variable discrète (il ne prend que des valeurs rondes type 0, 1, 2, etc. ndlr)”, explique Alexandre Courtiol. Ensuite, dans certaines populations sauvages, 95% des individus ne survivent pas jusqu’à l’âge reproducteur, pointe Timothée Bonnet. Tous ces décès créent un pic à la valeur zéro, qui n’existait pas dans les modèles agricoles et met donc à mal le modèle mathématique. “Ne pas tenir compte de ce pic en zéro fausse l'estimation et sous-estime le potentiel adaptatif des espèces”, ajoute Alexandre Courtiol. “Je m’attendais donc à ce que les études précédentes aient sous-estimé la vraie valeur, mais je ne savais pas à quel point !”

15 espèces sauvages étudiées pendant des décennies

Pour mener ces travaux, les chercheurs ont dû réunir des jeux de données très divers, détaillant chacun jusqu’à 50 ans d’observations sur 19 populations de 15 espèces d’oiseaux et de mammifères (les plus aisés à étudier). L’équivalent de 2,6 millions d’heures d’observations rapportant précisément la généalogie de chaque individu. “Nous avons utilisé les meilleurs jeux de données généalogiques d’animaux sauvages au monde”, affirme Alexandre Courtiol. C'est à partir de ces données que les chercheurs évaluent le poids de l'Evolution par la sélection naturelle dans la reproduction des animaux. Mais ce n’est pas aussi simple qu’il n’y parait en fonction des espèces. La hyène tachetée a par exemple une structure sociale très forte : les femelles y sont dominantes, et transmettent ce statut à leur progéniture, qu’elle soit biologique ou adoptée. Celle-ci aura donc un meilleur accès à la nourriture et aux abris, améliorant leurs chances de survie et de reproduction sans qu’il soit question de génétique. Mais les chercheurs parviennent finalement à obtenir du modèle mathématique qu'il fasse la différence entre les avantages social et génétique.  

Le carburant de l’Evolution, une ressource qui s’épuise face au changement climatique

“Ce qu’il faut comprendre, c’est que si l'Evolution par la sélection naturelle était le seul mécanisme en jeu dans la survie de ces populations, chaque génération aurait 18,5% de chances de survie en plus”, explique Timothée Bonnet. “Mais en réalité, la survie est une course entre ces avantages génétiques et les effets négatifs d’autres facteurs comme la compétition entre individus, les migrations qui apportent des gènes moins bien adaptés et la dégradation continue de l’environnement." Car à mesure que ce dernier se dégrade - et de plus en plus vite - sous l’action des humains, les espèces sauvages doivent de plus en plus compter sur la sélection naturelle pour les aider à survivre.  

Il y a deux siècles près de Londres par exemple, les phalènes du bouleau les plus foncées avaient soudainement été avantagées lorsque la pollution de la Révolution Industrielle avait teinté les troncs de noir, les rendant moins visibles des prédateurs. L’espèce originellement claire était alors devenue presque entièrement noire. De nos jours, où la zone est moins polluée, les quelques individus portant encore les gènes conférant une couleur claire ont permis à la teinte d’origine de reprendre le dessus. Mais pour que des individus soient avantagés par la sélection naturelle, encore faut-il qu’il y ait suffisamment de diversité génétique parmi laquelle révéler des avantages. Si les éléments génétiques permettant la couleur claire des phalènes du bouleau n’avaient pas perduré, il aurait fallu attendre l'apparition de mutations aléatoires pour que l’espèce éclaircisse à nouveau, les rendant en attendant dangereusement visibles des prédateurs. “Les mutations aléatoires permettent d'augmenter la diversité génétique, mais c’est long. Elles peuvent prendre plusieurs générations à apparaître”, explique Timothée Bonnet. Cette diversité génétique si longue à s’enrichir est le véritable fuel de l’Evolution, la réserve parmi laquelle la sélection naturelle peut assurer une augmentation de 18,5% de survie à chaque génération. Mais le chercheur ne se leurre pas : malgré ce chiffre bien plus élevé que prévu, à ce rythme de dégradation environnementale, c’est une course à la survie que de nombreuses espèces sauvages ne peuvent pas gagner.


Source : Camille Gaubert / Sciences et Avenir
Crédit : MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRA / SPB / Science Photo Library via AFP

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

►Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION
"ESCALE EN MÉDITERRANÉE ROMAINE – LES PORTS ANTIQUES DE NARBONNE"

À travers plus de 150 objets, cette exposition met en valeur les principaux sites du système portuaire narbonnais, inscrit le port de Narbo Martius dans le réseau des ports de commerce romains de Méditerranée occidentale, et détaille ses activités et métiers. Cette exposition place le public dans un rôle d'archéologue et lui fait vivre une expérience sensorielle unique.

EPCC Narbo Via
2 avenue André Mècle
11100 Narbonne
04 68 90 28 90
https://narbovia.fr

21 - Côte d'Or

►Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION 
"OCÉAN, ICI COMMENCE LA VIE"

Une exposition fascinante, captivante pour explorer, observer, découvrir, admirer, comprendre, agir… et prendre conscience de l'importance cruciale de l'océan dans l'équilibre de notre planète.

Le Jardin de l'Arquebuse
1 avenue Albert 1er & 14 rue Jehan de Marville 
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.ma-nature.dijon.fr

25 - Doubs

►Jusqu'au 9 mars 

EXPOSITION 
"À L'AFFÛT"

À travers son art, le photographe animalier et grand voyageur, exprime ses rêves, ses émotions et ses rencontres en captant l'instant, celui de l’animal au cœur de son environnement. 

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com

26 - Drôme

►Jusqu'au 31 janvier 

ACTIVITE 3-11 ANS
LA FERME AUX CROCODILES

Le Père Noël est passé chez les crocos… et il est joueur ! Le Père Noël a caché 6 paquets cadeaux dans notre Réserve Tropicale. Les enfants doivent les retrouver et deviner à quel animal appartient chaque cadeau. Des indices et un plan les aideront à mener à bien cette mission !

La Ferme aux Crocodiles
395 allée de Beauplan
26700 Pierrelatte
04 75 04 47 42
www.lafermeauxcrocodiles.com

►Jusqu'au 5 janvier

ANIMATIONS GRATUITES
LA FERME AUX CROCODILES

10h30 : RDV animalier avec les oiseaux - 11h30 : RDV animalier avec les tortues géantes - 12h00 : Documentaires à l'amphithéatre - 14h00 : RDV animalier avec les iguanes - 15h00 : tout sur le crocodile - 16h00 RDV animalier avec les oiseaux. Contes du Baobab du 21 au 23 décembre. Rencontre avec la mascotte le 24 décembre.

La Ferme aux Crocodiles
395 allée de Beauplan
26700 Pierrelatte
04 75 04 47 42
www.lafermeauxcrocodiles.com

34 - Hérault

►Jusqu'au 9 mars 

EXPOSITION
"TISSER L'IMAGINAIRE"

Construite en partenariat avec le Mobilier national, l’exposition explore la notion d’Imaginaires dans l’art de la tapisserie. Récit d’aventures imaginaires transposées, illustration de contes et de fables, exploration de sentiments, de visions de l’esprit, représentations d’ailleurs imaginés ou rêvés, l’exposition montre les différentes formes que peut prendre l’imaginaire selon les artistes, les époques.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr

37 - Indre et Loire

►Jusqu'au 5 janvier

"NOEL AU PAYS DES CHÂTEAUX, CHENONCEAU, UN NOËL DE PORCELAINE"

En partenariat avec la maison Bernadaud, le Château de Chenonceau propose une visite autour de la spécialité de cette famille depuis 5 générations : la porcelaine de Limoges. Découvrez l'association de deux savoirs-faire : la porcelaine et l’art de la table d’un côté et les compositions florales de l’Atelier floral du Château de Chenonceau de l’autre.

Château de Chenonceau
37150 Chenonceaux
02 47 23 44 06
www.chenonceau.com

38 - Isère

►Jusqu'au 30 mars 

EXPOSITION
"ARCABAS, L’ÉTOFFE HAUTE EN COULEUR"

Outre les toiles de jute et l’impression sur soie que l’on retrouve dans l’église de Saint-Hugues, l’exposition présente des objets textiles conçus par Arcabas. Dans son œuvre picturale dont certains tableaux sont également présentés, les motifs des costumes, les drapés témoignent d’une recherche plastique constante.

Musée arcabas en Chartreuse
Eglise de Saint-Hugues
38380 Saint-Pierre-de-Chartreuse
04 76 88 65 01
https://musees.isere.fr

42 - Loire

►Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION 
"POUPÉE N’EST PAS JOUER" 

L’exposition est consacrée aux différentes fonctions que peut prendre la poupée dans notre société quand elle n’est plus un simple jouet destiné aux enfants. Elle devient alors support de réflexion et d’analyse sur des phénomènes d’ordre historique, anthropologique, médical, social ou artistique...

Musée d’Allard
13 boulevard de la Préfecture
42600 Montbrison
04 77 96 39 15
www.facebook.com/museeallard

63 - Puy de Dôme

►Jusqu'au 23 février 

EXPOSITIONS
"DOUBLE PARADISO"

L'exposition Double Paradiso a ouvert ses portes. Du jardin des délices à la forêt du Petit chaperon rouge, embarquez pour un voyage imaginaire qui vous mènera dans l'univers captivant de Matteo CIbic, talentueux designer italien. Ses créations hybrides et humoristiques viendront ponctuer votre découverte de l'exposition présentée simultanément au musée Mandet et au Musée régional d'Auvergne.

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville - 63200 Riom
Musée régional d’Auvergne
10 bis rue Delille - 63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/musees

67 - Bas-Rhin

►Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION MUSÉE LALIQUE
"HAPPY CRISTAL"

Happy Cristal revient chaque mois de décembre pour célébrer les fêtes de fin d’année au musée Lalique. C’est l’occasion, au travers de cette exposition-évènement, de mettre en avant les créations récentes de la cristallerie et de les faire vivre dans des mises en scène qui invitent au rêve, à l’évasion.

Musée Lalique
40 rue du Hochberg
67290 Wingen-sur-Moder
03 88 89 08 14
www.musee-lalique.com

►Jusqu'au 22 février 

EXPOSITION
"CLEMENCEAU CROQUÉ PAR SEM"

Le parcours de l’exposition-focus présente les débuts artistiques de Sem, le chroniqueur de la Belle Époque. Le parcours aborde sa carrière dans la presse et sa brève collaboration avec Clemenceau en 1913. Au moment où la guerre éclate, Sem devient correspondant de guerre pour plusieurs journaux et profite de cette période pour peaufiner l’imagerie clemenciste.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin
75116 Paris
01 45 20 53 41
https://musee-clemenceau.fr

►Jusqu'au 11 mai 

EMPREINTE CARBONE, L'EXPO !

Conçue pour un public familial et articulée en trois parties, Empreinte carbone, l’expo ! vise à déconstruire les présupposés et les idées reçues sur notre empreinte carbone, à en examiner les mécanismes et à proposer aux visiteurs un espace de réflexion sur les actions à mener face au défi du changement climatique. 

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

77 - Seine et Marne

►Jusqu'au 5 janvier

"LE GRAND NOEL"
VAUX-LE-VICOMTE

Vaux-le-Vicomte vous invite à plonger dans l’univers des contes pour sa nouvelle édition du Grand Noël. Entre décors somptueux, feux de cheminée et projections monumentales, laissez-vous émerveiller. 
Une expérience magique pour toute la famille en compagnie de Casse-Noisette, Blanche Neige ou encore Alice au Pays des Merveilles. 

Château de Vaux-le-Vicomte
77950 Maincy
https://vaux-le-vicomte.com

84 - Vaucluse

►Les 23 é 24 janvier

CONTES AUTOUR DU MONDE
"À VOL D'OISEAU"

Cette lecture ornithologique nous entraîne entre orient et occident, imaginaire et réel, air et terre, au gré de contes et de chants d’oiseaux. Elle mêle les patrimoines de tradition orale et de la nature à celui du musée d’arts décoratifs et refuge de la Ligue pour la Protection des Oiseaux.

Musée Louis Vouland
17 rue Victor Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com

►Jusqu'au 30 avril 

EXPOSITION 
"LES LIEUX IMAGINAIRES" 

A travers le travail de quelques artistes et architectes, nous nous interrogerons sur les façons et les lieux où nous vivrons dans l’avenir. Entre vénération du présent, visions futuristes et perspectives révolutionnaires offertes par l’intelligence artificielle, il s'agira de scénarios pour les nouvelles générations, fondés sur une profonde compréhension du passé.  

Château de Lourmarin
2 avenue Laurent Vibert
84160 Lourmarin
04 90 68 15 23
www.chateaudelourmarin.com

Lieux:
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