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Pourquoi la plupart des animaux semblent-ils ne jamais évoluer au cours des millénaires ?

Pourquoi la plupart des animaux semblent-ils ne jamais évoluer au cours des millénaires ?


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Les gens disent souvent, y compris ceux qui ont des connaissances approfondies en biologie, qu'une certaine espèce animale évoluera d'une manière ou d'une autre :

  1. Des environnements changeants.

  2. Mutation.

  3. Peut-être même du génie génétique à partir d'animaux humains.

Ma question réside dans le fait que, mis à part cette dernière option, pourquoi n'y a-t-il pas de différences dans le balisage, la morphologie, l'intelligence, l'ADN, le comportement ou les habitudes des animaux (à l'exception des humains) sur des milliers ou (peut-être des millions) d'années ?

Un cafard a eu le même comportement qu'il a aujourd'hui il y a plus de 10 millions d'années, et il n'y a eu aucun progrès dans l'espèce.

Cela vous fait remettre en question l'évolution, car pourquoi les autres animaux (comme les cafards) n'ont-ils pas de changements sur plus de 10 millions d'années, alors que les humains, comme moi et vous un peu, ont, dans une période de temps relative similaire à la période géologique liée ci-dessus , est passé d'hominidés lanceurs de lances à quelqu'un d'assez brillant pour même réfléchir à cette question.

Si les humains modernes sont le résultat de mutations dans les gènes, pourquoi aucune espèce au cours de centaines de millions d'années n'a-t-elle été suffisamment en forme, ou n'a-t-elle progressé mentalement comme nous l'avons fait, ou même le moins du monde ?


Comment se fait-il que la plupart des animaux ne semblent jamais évoluer au cours des millénaires ?

Le mot "sembler" dans votre question ne doit pas être ignoré. Vous semblez supposer que les cafards (ou la plupart des animaux comme vous dites) n'ont pas beaucoup changé au cours des dernières dizaines ou centaines de milliers d'années. Mais qu'en savez-vous (pas d'offense ici) ? Avez-vous réellement passé en revue de nombreux types de recherches qui estiment le taux d'évolution de différentes lignées choisies au hasard au cours des 500 000 dernières années ? Je pense que vous supposez que d'autres espèces ont évolué plus lentement que les humains plutôt que de le savoir. Et vous accorderez certainement beaucoup plus d'importance à l'évolution du gène FoxP2 (impliqué dans le langage) qu'à un gène permettant aux cafards d'avoir un meilleur odorat. C'est une vision biaisée de ce qu'est un taux d'évolution. Il serait beaucoup plus sage de considérer un taux d'évolution comme quelque chose comme le nombre de mutations nouvellement apparues qui ont réussi à se fixer dans la population. Voir le taux d'évolution de Haldane et l'unité de Darwin. S'il vous plaît, ne faites pas l'erreur de penser qu'être intelligent (ou complexe) est une sorte de but de l'évolution et que ceux qui ne sont pas intelligents (ou complexes) sont "moins évolués" ou qu'ils ont évolué plus lentement.

Vous semblez aussi vouloir pointer du doigt l'évolution de l'ADN et l'évolution des habitudes. Je suppose que vous pourriez apprécier l'évolution des connaissances et de la culture humaines. Mais c'est évidemment quelque chose qui n'a pas à voir avec l'évolution génétique mais plutôt une question de capacité cognitive. Vous ne pouvez pas comparer le changement de culture et de traditions des insectes et des humains car les insectes n'ont pour la plupart aucune tradition.

Or, c'est évidemment vrai que différentes lignées évoluent à des rythmes différents. De nombreux facteurs influencent ces taux tels que la taille de la population, le taux de mutation, le temps de génération, la pression de sélection (qui elle-même peut dépendre de la structure sociale ou du taux de changement environnemental par exemple). En ces termes, je préfère considérer Homo sapiens comme une lignée qui devrait avoir un rythme d'évolution plutôt lent.

Homo sapiens est une espèce assez récente. Et la spéciation est souvent liée à la divergence phénotypique, à la concurrence de niche et à la complémentarité de niche et donc à un taux d'évolution élevé. En ces termes, je crois que les humains sont une lignée avec un taux d'évolution élevé.


en dehors de cette dernière option, pourquoi aucune différence dans le balisage, la morphologie, l'intelligence, l'ADN, le comportement ou les habitudes des animaux (sauf les humains) n'a-t-elle changé sur des milliers ou (peut-être des millions) d'années ?

Quelles preuves vous amènent à cette conclusion? Pour les chevaux, par exemple. (Extrait de l'article de talkorigins) :

Le premier équidé était Hyracotherium, un petit animal forestier du début de l'Éocène. Ce petit animal (10-20" à l'épaule) ne ressemblait en rien à un cheval. Il avait une allure de "chien" avec un dos cambré, un cou court, un museau court, des pattes courtes et une longue queue. Il broutait des fruits et feuillage assez doux, et probablement détalé de fourré en fourré comme un cerf muntjac moderne, seulement plus stupide, plus lent et moins agile.Ce célèbre petit équidé était autrefois connu sous le joli nom "Eohippus", qui signifie "cheval de l'aube". traits à remarquer : les jambes étaient flexibles et rotatives avec tous les os principaux présents et non fusionnés. 4 orteils sur chaque pied avant, 3 sur les pieds arrière. Les vestiges des 1er (et 2e, derrière) orteils toujours présents. Hyracotherium marchait sur des coussinets ; ses pieds étaient comme les pieds rembourrés d'un chien, sauf avec de petits « sabots » sur chaque orteil au lieu de griffes. Petit cerveau avec des lobes frontaux particulièrement petits. Dents à couronne basse avec 3 incisives, 1 canine, 4 prémolaires distinctes et 3 molaires « broyantes » de chaque côté de chaque mâchoire (c'est la "formule mammifère primitive" des dents). les molaires étaient légèrement connectées dans les crêtes basses. Dents typiques d'un navigateur omnivore.

De là, vous concluez que l'ADN, la morphologie et l'intelligence des chevaux n'ont pas du tout changé en 50 millions d'années ?


C'est une question délicate. Premièrement, l'évolution a tendance à être lente, bien qu'il y ait eu aussi des exemples récents d'évolution très rapide. Ainsi, pour la plupart des processus évolutifs, nous ne sommes pas présents assez longtemps pour les voir se produire ou voir le résultat. Par conséquent, il est également difficile de dire qu'aucune évolution ne se produit - voyez votre exemple de cafard. Comment savez-vous que ces animaux sont les mêmes qu'il y a 10 millions d'années ? Et même si c'est comme ça, cela peut aussi signifier que ces animaux s'adaptent si bien à leur niche, qu'il n'y a pas beaucoup de pression pour une adaptation supplémentaire.

Cela peut changer assez rapidement comme des exemples d'acariens (ici un rapport de la BBC, c'est la publication originale). Un autre exemple d'évolution rapide (d'animaux plus gros) sont les cichlidés du lac Victoria, qui se sont développés après la dernière fois que le lac s'est complètement asséché il y a environ 12.000 ans. Après cela, environ 300 espèces endémiques se sont développées (voir ici) qui ont ensuite été réduites par la pollution et d'autres problèmes environnementaux. Les espèces restantes évoluent à nouveau pour occuper les niches libres (voir ici).

Dans le cas de l'humain, nous avons de la chance qu'aucun autre animal intelligent ne soit apparu jusqu'à présent. Ils se seraient battus pour la même niche biologique et le même espace de vie avec une espèce en train de disparaître. C'est par exemple arrivé à toutes les autres espèces homo (habilis, erectus, neanderthalensis). En tant qu'espèce, nous sommes assez jeunes (environ 200 000 ans), donc il se passe quelque chose. Et il y a une diversion génétique entre les humains, mais toujours pas autant, que nous ne pouvons plus nous croiser. Et avec 7 milliards d'entre nous maintenant présents, ce n'est pas si facile pour les mutations de se produire à notre taux de reproduction.


En réponse à cette partie :

Si les humains modernes sont le résultat de mutations dans les gènes, comment se fait-il qu'aucune espèce au cours de centaines de millions d'années n'ait été suffisamment en forme, ou n'ait progressé mentalement comme nous, ou même du tout ?

Tous les animaux sommes le résultat de l'évolution, qui inclut les mutations.

Maintenant, ce que vous devez comprendre, c'est que les changements évolutifs doivent être sélectionnés, mais doivent également être immédiatement utiles à l'organisme s'ils coûtent plus cher.

Il y a une tendance à long terme dans notre lignée vers une augmentation de la taille du cerveau. Animaux -> Mammifères -> Primates -> Humains. Ce développement à long terme n'a pas besoin d'avoir eu lieu en premier lieu. Au Jurassique, le groupe d'animaux le plus prospère était les dinosaures, qui avaient en général un petit cerveau.

De plus, notre cerveau a besoin de beaucoup plus de calories que le cerveau d'un chimpanzé, par exemple. Même si vous avez une lignée qui, au fil des générations, a tendance à avoir une plus grande taille de cerveau, elle devrait également être capable de chasser ou de se nourrir davantage en compensation des besoins caloriques accrus. S'il n'était pas capable de le faire, un cerveau plus gros serait en fait une caractéristique profondément négative, un drain d'énergie inutile.

De plus, les avantages d'une intelligence accrue sont hautement circonstanciels. Considérez si vous avez donné à un guépard toute la puissance cérébrale d'un humain. Il pourrait alors comprendre que s'il creusait un trou et plaçait de l'herbe artificielle dessus, il pourrait attraper une antilope pour moins d'effort que d'avoir à la traquer et à la chasser. Moins d'effort signifie moins de calories dépensées et, en fin de compte, l'essentiel de la forme physique d'un organisme dépend de la quantité d'énergie qu'il dépense pour essayer de se procurer de l'énergie (calories).

Mais faute de pouces et de mains opposables avec des chiffres, il serait peu probable d'accomplir une telle chose. De plus, de telles tâches sont plus efficaces lorsqu'elles sont effectuées par un groupe, mais de nombreux animaux ne se coordonnent pas aussi largement que les humains. Donc, ce que nous avons, c'est au moins 3 mais probablement beaucoup plus de choses qui doivent toutes se réunir dans la même espèce pour qu'elles atteignent le sommet de la chaîne alimentaire comme nous l'avons fait :

  • Membres agiles (c.-à-d. pouces opposables et doigts séparés)
  • Cerveau triplé de taille (par rapport aux autres espèces de singes)
  • Comportement de coordination de groupe extensif (tribus)

Comme vous pouvez l'imaginer, une espèce faisant évoluer notre intelligence et l'utilisant pour dominer l'écosystème local aussi largement que nous le faisons est donc une rareté.


L'évolution est un processus continu ; il n'a pas de but ou de direction prédéterminés ; ça ne s'arrête jamais. Rien ne s'arrête jamais parce que tout est toujours en mouvement, en constante évolution.

L'homme est-il plus intelligent aujourd'hui qu'il y a quelques milliers d'années ? L'humanité a-t-elle aujourd'hui une meilleure compréhension des royaumes phénoménaux et nouménaux que les personnes qui ont composé les Upanishads, les Brahmanes, les Vedas il y a environ 2 500 ans, qui ont été précédées par des centaines, voire des milliers d'années de transmission orale (mythes) de génération en génération ?


Pourquoi vieillissons-nous ? Une comparaison de 46 espèces

Pourquoi vieillissons-nous est une question évolutive délicate. Un ensemble complet d'ADN réside dans chacune de nos cellules, après tout, permettant à la plupart d'entre elles de se répliquer encore et encore. Pourquoi tous les tissus ne se régénèrent-ils pas pour toujours ? Ne serait-ce pas avantageux sur le plan de l'évolution ?

Depuis le début des années 1950, les biologistes évolutionnistes ont proposé quelques explications, qui se résument toutes à ceci : à mesure que nous vieillissons, notre fertilité diminue et notre probabilité de mourir - par collision de bus, combat à l'épée, maladie, etc. - augmente. Cette combinaison signifie que les fondements génétiques du vieillissement, quels qu'ils soient, ne se révèlent qu'après la reproduction. Pour utiliser le jargon de la biologie évolutive, ils ne sont pas soumis à une pression sélective. Et cela signifie que la sénescence, comme l'écrivait W.D. Hamilton en 1966, "est un résultat inévitable de l'évolution".

Aujourd'hui dans Nature, le biologiste évolutionniste Owen Jones et ses collègues ont publié une comparaison inédite des schémas de vieillissement des humains et de 45 autres espèces. Pour les personnes (moi y compris) qui ont tendance à avoir une vision de la biologie centrée sur les personnes, le journal est une course folle et amusante. Bien sûr, certaines espèces sont comme nous, avec une baisse de la fertilité et une montée en flèche de la mortalité au fil du temps. Mais de nombreuses espèces présentent des schémas différents — bizarrement différent. Certains organismes sont à l'opposé des humains, devenant plus susceptibles de se reproduire et moins susceptibles de mourir d'année en année. D'autres montrent un pic à la fois de la fécondité et de la mortalité dans la vieillesse. D'autres encore ne montrent aucun changement dans la fécondité ou la mortalité sur l'ensemble de leur durée de vie.

Cette diversité surprendra la plupart des personnes qui travaillent sur la démographie humaine. « Nous sommes un peu myopes. Nous pensons que tout doit se comporter de la même manière que nous », explique Jones, professeur adjoint de biologie à l'Université du Danemark du Sud. "Mais si vous allez parler à quelqu'un qui travaille sur les poissons ou les crocodiles, vous constaterez qu'ils ne seraient probablement pas si surpris."

Ce qui est le plus intéressant pour Jones, ce n'est pas seulement la grande diversité à travers l'arbre de vie, mais les modèles qui s'y cachent. Son étude a révélé, par exemple, que la plupart des vertébrés présentent des schémas similaires, tandis que les plantes sont beaucoup plus variables. « Vous devez alors commencer à vous demander pourquoi ces modèles sont-ils tels qu'ils sont ? » il dit. « Cet article pose probablement plus de questions qu’il n’en répond. »

Cette comparaison radicale ne nécessitait pas d'équipement particulièrement high-tech, cela aurait probablement pu être fait il y a une décennie, sinon avant. Mais personne ne l'avait fait. Un défi est qu'il a fallu une plongée profonde dans la littérature publiée pour a) trouver les données brutes sur toutes ces espèces, et b) entrer en contact avec les chercheurs qui ont mené le travail sur le terrain pour voir s'ils seraient prêts à Partagez-le.

Après avoir rassemblé toutes ces données, il y avait alors le problème de la standardisation. Les taux de mortalité et de fertilité de divers organismes peuvent différer selon des ordres de grandeur. De plus, pour certaines espèces, comme la mangrove blanche, la grenouille à pattes rouges et le bernard-l'ermite, ces données proviennent de stades de développement définis plutôt que de toute la durée de vie. Jones a contourné ces obstacles en définissant des nombres de «mortalité relative» et de «fécondité relative» pour chaque espèce, calculés en divisant le taux de fertilité ou de mortalité à un âge donné par le taux moyen sur toute la durée de vie de l'organisme. Cela permet une comparaison facile entre les espèces, simplement en regardant les formes des courbes.

"C'est ce qui est si désarmant à ce sujet", déclare David Reznick, éminent professeur de biologie à l'Université de Californie à Riverside, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. "Ils ont trouvé un moyen de tout mettre à la même échelle, afin que vous puissiez percevoir des modèles qui n'ont jamais été examinés auparavant."

L'étude montre, par exemple, que la plupart des mammifères et, surtout, les espèces que les scientifiques ont tendance à utiliser en laboratoire, telles que C. elegans et Drosophile, ont des formes comme la nôtre. Mais d'autres sont étranges, du moins d'un point de vue centré sur l'humain. Voici un échantillon :


1. Être une majeure en biologie est un défi.

Je passe souvent plusieurs nuits à la bibliothèque au cours d'une semaine donnée. Mes camarades de biologie et moi-même sommes généralement les étudiants stressés que vous verrez dans la bibliothèque à 3 heures du matin pour rédiger des rapports de laboratoire, étudier des piles de cartes mémoire usées, dessiner des notes horriblement détaillées pour l'anatomie ou pleurer sur un manuel de chimie générale ou d'OChem. De nombreux cours de biologie exigent qu'un étudiant mémorise de grandes quantités d'informations et il faut beaucoup d'études pour s'assurer que notre cerveau code réellement ce que nous sommes censés savoir. Si être une majeure en biologie était facile pour moi, je ne trouverais pas cela gratifiant et je ne poursuivrais pas un diplôme dans ce domaine. Cependant, c'est un défi et je trouve que c'est un défi très riche et aventureux qui vaut toutes les douleurs, les troubles ou le manque de sommeil perçus. Si cela ne me défiait pas, cela ne me changerait pas. En fin de compte, la biologie est le domaine dans lequel j'aimerais être un expert !


Y a-t-il des animaux qui ont cessé d'évoluer ?

Certains animaux modernes ressemblent à leurs ancêtres disparus depuis longtemps. Ces "fossiles vivants" n'ont-ils vraiment pas changé depuis des millions d'années ?

Le requin gobelin est rarement vu, mais quand il apparaît, il fait les gros titres.

C'est en partie à cause de son apparence inhabituelle. Sa chair rose lui donne l'apparence d'avoir été écorché, et un museau aplati en forme de poignard dépasse de sa tête. Pas étonnant qu'on l'ait appelé "l'extraterrestre des profondeurs".

Mais le requin gobelin évoque aussi notre imaginaire en raison de son histoire particulière. La famille à laquelle il appartient, les Mitsukurinidae, semble avoir à peine changé en 125 millions d'années. Cela signifie que le requin gobelin est un "fossile vivant", un animal qui a survécu apparemment inchangé pendant une très longue période.

Un fossile vivant ressemblera à un animal fossilisé d'il y a des millions d'années. Cela semble impliquer que, pour ces quelques espèces, l'évolution s'est complètement arrêtée et comme si elles évoluaient à un tel sommet de perfection qu'elles n'avaient tout simplement plus besoin de s'améliorer. Mais les apparences peuvent être trompeuses, et ces survivants extrêmes sont bien plus qu'il n'y paraît.

Le terme "fossile vivant" a été inventé par Charles Darwin en À propos de l'origine des espèces en 1859, le livre dans lequel il énonça pour la première fois la théorie de l'évolution. Dans une section, Darwin a discuté de l'ornithorynque et du poisson poumon, deux espèces modernes qui appartiennent à une ancienne lignée et qui ont encore certaines des caractéristiques clés de leurs ancêtres fossilisés.

Le poisson appartenait à un groupe qui aurait disparu il y a 65 millions d'années

Darwin a écrit que : « ces formes anormales peuvent presque être appelées des fossiles vivants qu'elles ont endurés jusqu'à nos jours, parce qu'elles ont habité une zone confinée et qu'elles ont donc été exposées à une concurrence moins sévère.

A l'époque, les fossiles vivants les plus célèbres n'avaient pas encore été découverts. Cela se produirait en 1938 en Afrique du Sud. Une conservatrice d'histoire naturelle appelée Marjorie Courtenay-Latimer s'est rendu compte qu'un poisson qu'elle examinait n'aurait pas dû exister.

Le poisson appartenait à un groupe qui aurait disparu il y a 65 millions d'années, au cours du même cataclysme qui a anéanti les dinosaures. C'était un cœlacanthe.

Les coelacanthes ont des racines qui remontent à 390 millions d'années. Ce sont de gros poissons de fond qui peuvent mesurer jusqu'à 2 m de long. Leurs nageoires charnues ressemblant à des membres et leurs écailles tachetées semblent avoir été tachetées de taches de peinture blanche.

Tout le monde pensait qu'il était mort avec les dinosaures

Il existe deux espèces connues : le cœlacanthe africain et le cœlacanthe indonésien. Ensemble, ils sont les seuls survivants des poissons à nageoires lobées, un groupe qui dominait autrefois les océans.

"La découverte du cœlacanthe a donné au terme" fossile vivant "beaucoup d'actualité", explique le paléontologue Richard Fortey. "C'était une découverte dramatique, car tout le monde pensait qu'il était mort avec les dinosaures."

Mais la véritable importance du cœlacanthe réside dans ce qu'il peut nous dire sur l'évolution des animaux terrestres.

Il y a environ 400 millions d'années, certains poissons ont commencé à marcher sur terre, utilisant leurs nageoires comme pattes. Ces explorateurs ont donné naissance à tous les animaux terrestres à 4 membres, des lézards et grenouilles aux oiseaux et ours.

Les coelacanthes vivant il y a 400 millions d'années n'étaient pas identiques aux poissons qui vivaient en 2015

En 2013, des scientifiques ont séquencé le génome du cœlacanthe africain. Ils ont découvert qu'il s'agissait du plus proche parent vivant de ces premiers animaux terrestres.

Mais cela n'en fait pas un vrai fossile vivant. Une deuxième étude, également publiée en 2013, a examiné les fossiles de coelacanthes et l'ADN. Il a constaté que les deux espèces vivantes sont significativement différentes de leurs ancêtres de l'ère des dinosaures, à la fois dans leurs gènes et dans la conception de leur corps.

"L'expression [fossile vivant] implique que l'évolution n'a pas agi sur l'organisme sur ces longues périodes", déclarent Chris Amemiya et Mark Robinson du Benaroya Research Institute à Seattle, Washington, qui ont travaillé sur le projet du génome du coelacanthe. "Cela est clairement démontré que ce n'est pas vrai pour les cœlacanthes."

Tout simplement, leurs squelettes ont changé. Une deuxième nageoire dorsale est passée d'épineuse à lobée, et ils ont perdu des os autour du bord de la bouche et autour de leurs écailles. Les coelacanthes qui vivaient il y a 400 millions d'années n'étaient pas identiques aux poissons qui vivaient en 2015. Existe-t-il donc d'autres animaux qui n'ont pas vraiment changé de corps ?

Les crevettes têtards ont l'air encore plus préhistoriques que les cœlacanthes. Chacun a une carapace qui ressemble à un sequin. Cela protège un long abdomen en forme de queue se terminant par deux longs appendices minces qui ressemblent à des antennes.

Il semble que la clé de la survie des crevettes têtards soit leur mode de reproduction

Les crevettes têtards se trouvent aussi loin que la Chine et l'Écosse et ont survécu pendant 300 millions d'années. Cela signifie qu'ils ont survécu à l'extinction du Permien, souvent connue sous le nom de Great Dying, qui a anéanti presque toutes les autres espèces animales.

Compte tenu de cela, vous pourriez penser que les crevettes têtards ont tout compris. Mais la génétique dit le contraire. Selon une analyse de 2013, les crevettes têtards ont évolué et se sont considérablement diversifiées au cours de millions d'années. "Il y a des preuves claires de l'évolution", déclare Africa Gómez, responsable de l'étude de l'Université de Hull au Royaume-Uni.

En fait, il semble que la clé de la survie des crevettes têtards soit leur mode de reproduction. Une seule crevette têtard peut se reproduire sans partenaire, car ce sont à la fois mâle et femelle.

Les crevettes têtards sont des hermaphrodites autofertiles. Ils ont des lobes producteurs de spermatozoïdes dans leurs ovaires, ce qui leur permet de féconder leurs propres ovules.

Il y a 20 000 ans, le nord de l'Europe était recouvert d'une calotte glaciaire

"L'hermaphrodisme pourrait permettre aux organismes de mieux coloniser les habitats", explique Gómez. "Vous n'avez besoin que d'un œuf, donc cela leur donne un avantage dans les régions où il y a eu des changements récents d'habitat."

Cela aurait pu les aider à la fin de la dernière période glaciaire. "Il y a 20 000 ans, le nord de l'Europe était recouvert d'une calotte glaciaire", explique Gómez. Lorsque la glace a fondu, elle a exposé de nouvelles plaines inondables, des rivières et des étangs. "Si vous êtes un hermaphrodite, vous pouvez coloniser cela assez rapidement."

Ils évoluent également. Goacutemez a découvert que les crevettes têtards du Sahara se reproduisent plus rapidement que celles d'Europe, peut-être pour qu'elles puissent finir avant que leur flaque d'eau ne sèche sous la chaleur. De plus, "certaines espèces australiennes semblent avoir évolué pour supporter une salinité plus élevée dans l'eau de mer, alors que cela tuerait instantanément certaines des espèces européennes", explique Gómez.

Il semble donc que nous ayons été induits en erreur en pensant que ces animaux sont inchangés. C'est en partie notre nature. Les humains sont des animaux visuels et savent reconnaître les formes, dit Gómez. Il est "difficile de regarder au-delà de cela" et de voir qu'il pourrait se passer quelque chose de différent "sous le capot".

Pourquoi diable les appelle-t-on des fossiles vivants ?

Certains fossiles vivants supposés ne sont même pas aussi vieux que nous le pensions auparavant. Par exemple, les cycas auraient vécu aux côtés des dinosaures. Sans aucun doute, certaines cycadales l'ont fait, mais l'ADN des cycadales modernes montre qu'elles n'ont évolué qu'il y a 12 millions d'années.

"Ils ont évolué sans arrêt, spéciant et rayonnant, alors pourquoi diable les appelle-t-on des fossiles vivants ?" demande Gómez.

Pourtant, l'aspect général de chaque fossile vivant est resté plus ou moins le même. Ainsi, alors qu'ils évoluent clairement, ils le font peut-être plus lentement que tout le reste.

Bien qu'il puisse sembler que ces espèces ont stagné, elles sont en train de changer. "La réalité mathématique derrière l'évolution est qu'il doit y avoir un mécanisme pour vous garder le même", explique David Polly de l'Université d'Indiana à Bloomington.

Il y a vraiment quelque chose de spécial dans les fossiles vivants

Les gènes sont toujours en mutation et remaniés par le sexe, mais cela ne signifie pas nécessairement de grands changements pour les animaux qui les portent. « L'évolution n'avance pas inéluctablement vers une nouvelle morphologie et de nouveaux designs », explique Fortey.

Étant donné que la plupart des espèces changent, les fossiles vivants ont vraiment quelque chose de spécial. "Le fait qu'ils soient restés à peu près les mêmes signifie qu'il y a quelque chose d'assez actif qui les maintient ainsi", explique Polly. "La question intéressante est quoi."

Alors qu'en est-il des coelacanthes, des requins fantômes et des tuataras ? Quelque chose a permis à leur corps de rester pratiquement inchangé pendant des centaines de millions d'années.

C'est peut-être parce qu'ils étaient aux bons endroits au bon moment.

Les animaux ne peuvent survivre que s'ils ont un endroit où vivre. Les extinctions massives détruisent nombre de ces habitats, mais pas tous. "Si l'habitat dans lequel ces organismes vivaient a traversé l'une de ces crises, cela a traversé les organismes eux-mêmes", explique Fortey. "Ils étaient alors libres d'évoluer après la crise, et donc la ligne n'a pas été rompue."

Les cafards peuvent vivre dans de nombreux endroits

Les habitats peuvent également disparaître lentement. "Dans le passé géologique, certains environnements étaient répandus et communs", explique Polly. "Au fur et à mesure que nous arrivons au présent géologique, ils sont devenus moins courants et il y a de nouveaux environnements." Cela explique pourquoi de nombreuses espèces ont été contraintes de changer.

Certains ont survécu en s'adaptant. Par exemple, les cafards peuvent vivre dans de nombreux endroits, tels que des crevasses, des trous, des rochers ou des drains. "Ils peuvent vivre de presque n'importe quoi", explique Fortey, et cela explique probablement pourquoi ils ont duré si longtemps.

Pour les espèces moins adaptables, il s'agit de choisir exactement le bon endroit.

Prenez les animaux connus sous le nom de Lingula, qui se trouvent sur le fond marin, près de la côte, de l'océan Indien. Elles ressemblent à des moules, mais elles appartiennent en fait à un groupe ancien appelé les brachiopodes. Leurs ancêtres fossiles vivaient dans l'habitat intertidal, la zone entre la marée basse et la marée haute, explique Fortey.

Certains de ces survivants ont été soutenus par ces événements parce qu'ils vivaient au bon endroit

Lors de l'extinction du Permien, les mers se sont vidées d'oxygène. Cela signifiait que les créatures vivant dans les eaux profondes étaient particulièrement vulnérables, ce qui explique pourquoi environ 95% des espèces marines ont été anéanties. Pendant ce temps, des animaux terrestres ont été tués en nombre similaire par un climat plus sec et des déserts en expansion.

Mais LingulaLes ancêtres de s'en sont sortis indemnes. Dans la zone intertidale, l'eau était continuellement recyclée, le manque d'oxygène n'était donc pas un problème. "Certains de ces survivants ont été soutenus par ces événements parce qu'ils vivaient au bon endroit", explique Fortey.

Au-delà de l'endroit où elle vit, les attributs d'une espèce peuvent l'aider à survivre.

"Le fait que les cœlacanthes aient un goût dégoûtant pourrait bien les avoir aidés à rester en vie", explique Fortey. Ils ont l'air d'être couverts de mucus, et on dit qu'ils ont un goût cireux et rendent ceux qui les mangent malades à l'estomac.

Les limules sont également de grands survivants. Les premières versions apparaissent dans les archives fossiles il y a près d'un demi-milliard d'années. Les modernes ont une arme secrète particulièrement colorée.

Leur sang bleu vif coagule face à de vilaines bactéries, empêchant les infections de s'aggraver. Des centaines de milliers de limules sont récoltés chaque année par la communauté médicale, car le produit chimique crucial dans leur sang peut détecter la contamination dans toute solution susceptible d'entrer en contact avec le sang.

La vérité est qu'il n'existe littéralement pas de "fossile vivant". Toutes les espèces évoluent, même si ce n'est pas évident.

Il y a une autre espèce qui a été proposée pour être un fossile vivant

Goacutemez pense que nous devrions retirer complètement le terme. "Darwin n'a jamais eu l'intention de l'utiliser sérieusement. Le terme est trop simpliste et amène les gens à croire que certaines choses n'ont pas évolué, ce qui est tellement faux."

Fortey préférerait appeler des créatures comme les cœlacanthes « les survivants extrêmes d'une lignée ». C'est plus précis, mais ce n'est pas aussi accrocheur.

Enfin, il y a une autre espèce qui a été proposée pour être un fossile vivant. Cette espèce est la race humaine. Est-il vrai, comme certains l'ont dit, que les humains ont cessé d'évoluer ?

L'idée est que les progrès technologiques et médicaux ont supprimé la pression sur nous pour évoluer. Les sociétés modernes peuvent garder en vie même les plus faibles en construisant des abris et en développant des vaccins contre les maladies mortelles. En conséquence, notre environnement est maintenant beaucoup plus facile à vivre, donc nous sommes peut-être en train d'évoluer culturellement, comme David Attenborough l'a suggéré dans un Horaires de la radio entretien en 2013.

Même au cours des 10 000 dernières années, les humains ont changé

Cependant, la génétique ne supporte pas cela. Il y a environ 40 000 ans, la population humaine a explosé et l'évolution s'est accélérée. En 2007, John Hawks de l'Université du Wisconsin, Madison et ses collègues ont étudié l'ADN de 270 individus et ont découvert que l'évolution humaine « s'est récemment accélérée de 100 fois ».

De même, une étude de 2014 a estimé que l'ancêtre commun le plus récent de tous les humains vivants vivait il y a environ 239 000 ans. C'est beaucoup plus récent que certaines estimations, et suggère encore une fois que les humains ont évolué rapidement.

Même au cours des 10 000 dernières années, les humains ont changé. L'existence d'yeux bleus et la capacité de certains adultes à boire du lait animal contenant du lactose sont deux exemples d'innovations récentes.

Il est plus difficile de dire ce qui s'est passé au cours des cent dernières années, lorsque le progrès technologique a été le plus rapide, car c'est un laps de temps si court. Mais si les autres fossiles vivants nous ont appris quelque chose, c'est qu'il devrait être impossible pour l'homme d'arrêter d'évoluer.


Pourquoi la plupart des animaux semblent-ils ne jamais évoluer au cours des millénaires ? - La biologie

Les animaux qui ne peuvent pas s'adapter à des environnements changeants sont en danger. Photo : Brian Dewey

Si nous ne réduisons pas nos émissions de carbone et permettons plutôt aux températures mondiales d'augmenter de 4,5 °C, jusqu'à la moitié des animaux et des plantes dans certaines des zones les plus riches en biodiversité du monde pourraient disparaître d'ici 2100, selon une nouvelle étude. En fait, même si nous parvenons à limiter le réchauffement climatique à l'objectif de l'accord de Paris sur le climat de 2˚ C, des régions comme l'Amazonie et les Galapagos pourraient encore perdre un quart de leur espèce, estiment les chercheurs, qui ont étudié les effets du climat. sur 80 000 plantes et animaux dans 35 zones. Une autre étude a révélé que des extinctions locales (lorsqu'une espèce s'éteint dans une zone particulière, mais existe toujours ailleurs) se produisent déjà chez 47 pour cent des 976 espèces étudiées, dans tous les types d'habitats et de zones climatiques.

Avec l'augmentation des températures, l'évolution des précipitations et les conditions météorologiques de moins en moins prévisibles et plus extrêmes, une étude de 2016 a déterminé que le changement climatique perturbe déjà de manière significative les organismes et les écosystèmes sur terre et dans l'eau. Les animaux ne se contentent pas de déplacer leur aire de répartition et de modifier le calendrier des étapes clés de leur vie, ils présentent également des différences dans leurs rapports sexuels, leur tolérance à la chaleur et dans leur corps. Certains de ces changements peuvent aider une espèce à s'adapter, tandis que d'autres pourraient accélérer sa disparition.

Bouger, s'adapter ou mourir

Les animaux ne peuvent réagir au changement climatique que de trois manières : ils peuvent se déplacer, s'adapter ou mourir.

De nombreux animaux se déplacent vers des altitudes et des latitudes plus élevées pour échapper au réchauffement des températures, mais le changement climatique peut se produire trop rapidement pour que la plupart des espèces le dépassent. Dans tous les cas, déménager n'est pas toujours une solution simple : entrer sur un nouveau territoire pourrait signifier rencontrer davantage de compétition pour la nourriture ou interagir avec des espèces inconnues. Certains animaux, comme le pika américain ressemblant à un hamster, se trouvent à l'extrême limite de leur aire de répartition. Les pikas ont besoin des conditions fraîches et humides des montagnes alpines de la Sierra Nevada et des Rocheuses occidentales, mais l'habitat rocheux dont ils ont besoin devient plus chaud, plus sec et moins enneigé. Parce qu'ils vivent déjà si haut dans les montagnes, lorsque leur terrain devient habitable, il n'y a plus nulle part où aller. D'autres animaux qui tentent de se déplacer vers des climats plus frais peuvent être bloqués par des autoroutes ou d'autres structures artificielles.

De plus, certains impacts de la hausse des températures ne peuvent pas être dépassés. Les papillons monarques s'inspirent de la durée du jour et de la température pour voler vers le sud depuis le Canada et passer l'hiver au Mexique. Dernièrement, la migration vers le sud des papillons a été retardée jusqu'à six semaines parce que des températures plus chaudes que la normale ne les incitent pas à voler vers le sud. Les scientifiques ont également découvert que l'arrivée de températures plus fraîches au Mexique incite les papillons à retourner vers le nord pour pondre leurs œufs au printemps.

Papillons monarques au Mexique. Crédit photo : Pablo Léautaud

As temperatures warm, their migrations could fall out of sync with the bloom time of the nectar-producing plants they rely on for food. Logging where they overwinter in Mexico and the dwindling of the milkweed habitat, where they breed and their larvae feed, due to drought, heat and herbicides are additional factors in the monarch’s decline. Its numbers have decreased by 95 percent in the last two decades.

As temperatures rise in the Arctic and sea ice melts, polar bears are also losing their food source they are often unable to find the sea ice they use to hunt seals from, and rest and breed on. Puffins in the Gulf of Maine normally eat white hake and herring, but as oceans warm, those fish are moving farther north. The puffins are trying to feed their young on butterfish instead, but baby puffins are unable to swallow the larger fish, so many are starving to death.

Some Species are Adapting

Some animals, however, seem to be adapting to changing conditions. As spring arrives earlier, insects emerge earlier. Some migrating birds are laying their eggs earlier to match insect availability so their young will have food. Over the past 65 years, the date when female butterflies in southern Australia emerge from their cocoons has shifted 1.6 days earlier per decade as temperatures there have warmed 0.14˚C per decade.

Coral reefs, which are actually colonies of individual animals called polyps, have experienced extensive bleaching as the oceans warm—when overheated, they expel the colorful symbiotic algae that live within them. Scientists studying corals around American Samoa found that many corals in pools of warmer water had not bleached.

A coral reef in American Samoa. Photo: NOAA

When they exposed these corals to even higher temperatures in the lab, they found that just 20 percent of them expelled their algae, whereas 55 percent of corals from cooler pools also exposed to the high heat expelled theirs. And when corals from a cool pool were moved into a hot pool for a year, their heat tolerance improved—only 32.5 percent now ejected their algae. They adapted without any genetic change.

This coral research illustrates the difference between evolution through natural selection over the course of many generations, and adaptation through phenotypic plasticity—the ability of an organism to change its developmental, behavioral and physical features during its lifetime in response to changes in the environment. (“Plasticity” here means flexible or malleable. It has nothing to do with the hydrocarbon-based products that are clogging our landfills and oceans.) The corals living in the hot pools had evolved over many generations as natural selection favored survival of the most heat-tolerant corals and enabled them to reproduce. But the corals from the cool pool exposed to the hotter water were also able to adapt because they had phenotypic plasticity.

How Does Phenotypic Plasticity Work?

When some animals (and plants) encounter the impacts of climate change in their environment, they respond by changing behavior and moving to a cooler area, modifying their physical bodies to better deal with the heat, or altering the timing of certain activities to match changes in the seasons. These “plastic” changes occur because some genes can produce more than one effect when exposed to different environments.

Organic compounds, called methyl groups, attach to DNA and determine gene expression. Photo: Christoph Bock

Epigenetics—how environmental factors cause genes to be switched on or off—bring about phenotypic plasticity mainly through producing organic compounds that attach to DNA or modifying the proteins that DNA is wound around. This determines whether and how a gene will be expressed, but it does ne pas alter the DNA sequence itself in any way. In some cases, these changes can be passed along to the next generation, but epigenetic changes can also be reversed if the environmental stresses are eliminated.

Scientists don’t know whether all species have the capacity for epigenetic responses. For those that do, epigenetic changes could buy them time to evolve genetic adaptations to changing environmental conditions. And over the long term, phenotypic plasticity could become an evolutionary adaptation if the individuals with the genetic capacity for phenotypic plasticity are better suited to the new environment and survive to reproduce more.

“Like any trait, phenotypic plasticity can undergo natural selection,” emailed Dustin Rubinstein, associate professor in Columbia University’s Department of Ecology, Evolution and Environmental Biology. “This means that when there is a benefit to having a plastic response to the environment, this can be favored by natural selection … Some traits (like behaviors) may be more likely to be plastic than others.”

For species that take a long time to mature and reproduce infrequently, epigenetics may give them the flexibility to be able to adapt to rapidly changing conditions. Species with shorter life spans reproduce more frequently, and the rapid succession of generations helps them evolve genetic adaptations through natural selection much more quickly.

Examples of Epigenetic Changes

Guinea pigs from South America normally mate at a temperature of about 5˚C. After keeping the males at 30˚C for two months, scientists conducting one study found evidence of epigenetic changes on at least ten genes linked to modifying body temperature. The guinea pigs’ offspring also showed epigenetic changes, but these were different from those of their fathers. It seems that that the fathers produced their own epigenetic changes in response to the heat, but passed along to their young a different set of “preparedness” changes.

Illustration of a common skate, Woods Hole, MA.
Photo: David Starr Jordan

A population of winter skate fish from the southern Gulf of St. Lawrence have a much smaller body size than other populations of winter skate along the Atlantic coast. Scientists found that these skates had adapted to the gulf’s 10˚C warmer water temperatures by reducing their body size by 45 percent compared with other populations. (Since oxygen content decreases when oceans warm, it is difficult for bigger fish to get enough oxygen.) The scientists detected 3,653 changes in gene expression that reflected changes in body size and some life history and physiology traits. Despite these epigenetic changes, the DNA of these winter skates—which have lived in the southern Gulf of St. Lawrence for 7,000 years—was identical to that of another Atlantic skate population.

When Phenotypic Plasticity is Not Protective

“It is important to not confuse species responses and adaptation as an indicator that everything will be okay,” said ecologist Brett Scheffers, from the University of Florida.

A prime example is the green sea turtle, whose sex is determined by the temperature of the sand around its egg as it develops. Warmer incubation temperatures produce more females.

A green sea turtle hatchling, probably a female. Photo: GreensMPs

Scientists examined turtles around the Great Barrier Reef, a large and important turtle breeding area in the Pacific. They found that turtles from the cooler southern nesting beaches were 65 to 69 percent female, while those from the warmer northern nesting beaches were 87 percent female. In juvenile turtles, females now outnumber males by about 116 to 1. Turtles are so sensitive that if temperatures rise a few degrees Celsius more, certain areas could end up producing only females, eventually resulting in local extinctions.

Meadow voles born in autumn are born with a thicker coat than those born in spring, thanks to environmental cues the mother relays through her hormones while the pup is in the womb. These predictive adaptive responses, believed to be controlled by epigenetics, guide the animal’s metabolism and physiology to enable it to adapt to the environment it will supposedly be born into. But if it’s suited to life in a certain kind of environment, it could end up being maladapted when conditions change—for instance, if winters become warmer.

The brown butterfly from Africa. Photo: Charlesjsharp

Phenotypic plasticity can even limit adaptive evolution. A butterfly from Malawi speeds up its growth and reproduction and lives a short life when it is born at a warm, wet time of year if born in a cool dry season, it leads an inactive long life with delayed reproduction. While the butterfly has a lot of variety in gene expression, scientists have found very little actual gene variation for this plasticity. The butterflies adapted to very specific, predictable and consistent environmental cues. Natural selection furthered these carefully tuned reactions because any deviation from these precise responses would have been maladaptive. Consequently, over time, natural selection eliminated the genetic variation that would have allowed for more plasticity. So, paradoxically, phenotypic plasticity in seasonal habitats may produce species that are specialists in their particular environments, but are then more vulnerable to climate change.

It’s also believed that species in regions with a very consistent climate will have a harder time adapting to climate change. For example, because the tropics have had little climatic variability over thousands of years, it’s thought that tropical species have less diversity in their genes to deal with changing conditions.

Evolution to the Rescue?

Scott Mills, a professor of wildlife biology at the University of Montana, has been researching global patterns of coat color changes in eight species of hares, weasels and foxes. He has found that individuals who turn white in the winter are more common at higher latitudes, but for some animals, the mismatch of their white coats with less snowfall has led to a reduction in their range.

“We know that whether or not an animal is brown in the winter or white in the winter has a very strong genetic component,” said Mills. “And the coat color change trait doesn’t have much plasticity. There doesn’t seem to be any obvious capacity for them to have behavioral plasticity either—to behave so as to reduce mismatch or reduce being killed by the mismatch.” As snowfall decreases, there will be more and more mismatches, so if these species are to survive, they will have to evolve.

Mills’ research identified some populations of these animals with individuals that turn white and others that stay brown in winter. Because these groups have that genetic variability, they have the best chance to adapt, since evolution operates the fastest when there’s ample variation within a population for natural selection to act upon.

Both phenotypic plasticity and evolutionary change are more likely to occur in larger populations of animals and those connected to other populations. A large, diverse group will have more individuals with genes that allow for phenotypic plasticity, which can ultimately be favored by natural selection. In addition, “generalist” species—those that can live in environments with a wide variety of conditions—usually have more variation in their traits that can be inherited.

“One of the biggest discoveries over the last 20 years in biology,” said Mills, “is that meaningful evolutionary changes can happen fast. Evolution isn’t just for fossils—evolution can happen on ecological time scales in five to 10 generations. That’s led to more anticipation that evolutionary change might be able to play a role in rescuing species…With the right work and focus, this can become another tool in the conservation tool kit.”

What Needs to be Done

Human beings rely on biodiversity—the variety of life on Earth—and functioning ecosystems for food, clean water and our health. If other species are unable to adapt to climate change, the consequences for humans could be dire. Society needs to implement strategies to help wildlife adapt to the impacts of climate. This means identifying and protecting zones where species exhibit genetic variability and preserving natural marine and land-based ecosystems.

Wildlife overpass in Singapore. Photo: Benjamin P. Y-H. Lee

It means purposefully increasing connectivity between natural areas, and providing stretches of land that animals can migrate along and to. These measures would enable species to travel to cooler areas and allow for larger, more connected populations that can promote the genetic diversity needed for phenotypic plasticity and adaptive evolution.

The Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) just released four reports on biodiversity. Written by more than 550 experts from 100 countries, the reports found that biodiversity is declining in every region of the world, endangering “economies, livelihoods, food security and the quality of life everywhere.” In the words of IPBES chair Robert Watson: “The time for action was yesterday or the day before.”


The four principles of Karl Ernst von Baer

In 1828, von Baer reported, “I have two small embryos preserved in alcohol, that I forgot to label. At present I am unable to determine the genus to which they belong. They may be lizards, small birds, or even mammals.” Figure 1.5 allows us to appreciate his quandary. All vertebrate embryos (fish, reptiles, amphibians, birds, and mammals) begin with a basically similar structure. From his detailed study of chick development and his comparison of chick embryos with the embryos of other vertebrates, von Baer derived four generalizations (now often referred to as “von Baer's laws”), stated here with some vertebrate examples:

Figure 1.5

The similarities and differences between different vertebrate embryos as they proceed through development. They each begin with a basically similar structure, although they acquire this structure at different ages and sizes. As they develop, they become (more. )

The general features of a large group of animals appear earlier in development than do the specialized features of a smaller group. All developing vertebrates appear very similar shortly after gastrulation. It is only later in development that the special features of class, order, and finally species emerge. All vertebrate embryos have gill arches, notochords, spinal cords, and primitive kidneys.

Less general characters are developed from the more general, until finally the most specialized appear. All vertebrates initially have the same type of skin. Only later does the skin develop fish scales, reptilian scales, bird feathers, or the hair, claws, and nails of mammals. Similarly, the early development of the limb is essentially the same in all vertebrates. Only later do the differences between legs, wings, and arms become apparent.

The embryo of a given species, instead of passing through the adult stages of lower animals, departs more and more from them. ¶ The visceral clefts of embryonic birds and mammals do not resemble the gill slits of adult fish in detail. Rather, they resemble the visceral clefts of embryonnaire fish and other embryonnaire vertebrates. Whereas fish preserve and elaborate these clefts into true gill slits, mammals convert them into structures such as the eustachian tubes (between the ear and mouth).

Therefore, the early embryo of a higher animal is never like a lower animal, but only like its early embryo. Human embryos never pass through a stage equivalent to an adult fish or bird. Rather, human embryos initially share characteristics in common with fish and avian embryos. Later, the mammalian and other embryos diverge, none of them passing through the stages of the others.

Von Baer also recognized that there is a common pattern to all vertebrate development: the three germ layers give rise to different organs, and this derivation of the organs is constant whether the organism is a fish, a frog, or a chick.

WEBSITE

1.1 The reception of von Baer's principles. The acceptance of von Baer's principles and their interpretation over the past hundred years has varied enormously. Recent evidence suggests that one important researcher in the 1800s even fabricated data when his own theory went against these postulates. http://www.devbio.com/chap01/link0101.shtml


The Most Popular Textbook Example of Punctuated Evolution Has Been Debunked by Researchers

The picture shows the seven species of bryozoans that were used in the debunking.The white line is only 500 micrometers in lenght. Copyright: JoAnn Sanner, The University of Chicago
The most popular textbook example of

Researchers at the University of Oslo have debunked a textbook example about how evolution proceeds during speciation. Renowned paleontologist Stephen Jay Gould fronted the old theory.

Evolutionary biologists have for a long time disagreed on the rate of evolution when new species emerge. Are new species the result of gradual changes – as Charles Darwin suggested – or is evolution speeding up for short periods of time when new species evolve?

World renowned paleontologist Stephen Jay Gould (1941-2002) formulated the theory of punctuated equilibrium together with Niles Eldredge (1943-) in 1972. The theory states that species remain more or less unaltered during their existence, with major evolutionary change happening during rapid events of speciation. As evidence for this view, Gould pointed to the fossil record.

Fossils can tell scientists about what life on Earth looked like in the past. The picture shows two million year old fossils of marine organisms found on an expedition to New Zealand. Credit: Kjetil Lysne Voje/UiO

According to Gould, the fossil record typically show that species do not change significantly after they emerge, and that major changes occurred when new species appeared.

Stephen Jay Gould was one of the twentieth century’s most famous evolutionary biologists and a bestselling popular science writer. Some even claimed that Gould was the foremost biologist of his time – perhaps the greatest since Charles Darwin himself – so his words have carried a lot of weight to this day.

In a new paper from researchers at the University of Oslo, the authors claim to have found several methodological problems in the most famous and well-trusted example supporting the theory of punctuated equilibrium.

“We find no evidence for punctuated evolution in our reanalysis of the most recognized dataset that Gould used to support his theory,” says Kjetil Lysne Voje at UiO’s Center for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES) at the Department of Biosciences.

Textbook example is rejected

Fossils of the bryozoan genus Metrarabdotos – a group of aquatic invertebrates thoroughly investigated by the excellent paleobiologist Alan Cheetham – have been the prime example of punctuated evolution.

Gould called Metrarabdotos “the most brilliantly persuasive, and most meticulously documented, example ever presented for predominant (in this case, exclusive) punctuated equilibrium in a full lineage” (Gould 2002, page 827).

Researcher Kjetil Lysne Voje led the new study on evolution of species within the bryozoan genus Metrarabdotos. Credit: Unni Vik/UiO

“We detected some critical methodological issues in the original work on Metrarabdotos. When we take the methodological issues into account, we do not find any evidence of punctuated evolution in our reanalysis of the Metrarabdotos data,” says Kjetil Lysne Voje.

Bryozoans are so small that scientists have to use an electron microscope to study them in detail, but they form colonies that can be quite large (up to 1 meter). Most bryozoans live in the sea, but there are also many species in fresh water. The bryozoan genus Metrarabdotos has been used as a textbook example in evolutionary biology and paleontology, showing how evolution speeds up when new species form compared to a much slower evolution of already established species.

“But our new results show nothing else than a gradual evolution of the bryozoan species both before, during and after the formation of new species,” emphasizes Voje.

Pourquoi est-ce important?

The idea of ​​fast-track evolution during speciation has been controversial. Critics of the theory of punctuated equilibrium found it difficult to believe that the evolutionary processes leading to new species should be markedly different from the processes that cause already existing species to change.

“Species are continuously evolving and our results support the hypothesis that evolution does not “behave” differently when new species emerge,” says Voje.

The paper with the new results was published in the May issue of The American Naturalist. The authors of the study are Kjetil Lysne Voje, Emanuela Di Martino and Arthur Porto.

Reference: “Revisiting a Landmark Study System: No Evidence for a Punctuated Mode of Evolution in Metrarabdotos” by Kjetil Lysne Voje, Emanuela Di Martino and Arthur Porto, 17 March 2020, The American Naturalist.
DOI: 10.1086/707664


Biologie de la taille des octets

Some microbes are evil minions of Hell (but not all)

Quite a few people think that microbes are evil, disease causing minions of Hell that should be eradicated. Supermarkets are handing out sanitary wipes: wipe the handlebar if you want to live, never mind that 90% of the food in the supermarket is worse for you than anything you may catch off that cart handle. Almost every public space looks like the secret basement level of the CDC, with alcoholic hand sanitizers and posters portraying the horrors of aerosol-borne infections. Microbes are the invisible enemy: you can’t see them, but they are deadly. You can sure kill them with copious amounts of ethanol.

Actually, only a minority of microbes are pathogens. Some eukaryotes are parasitic and disease causing. There is Athlete’s foot (caused by a fungus) amoebal dysentery and other unpleasant experiences. But most are not. Also, most bacteria that live in us or on us are symbiotic and like us for our throwaway proteins, carbohydrates, nice 36.6C temperature, high humidity (armpit or mouth) and other goodies. Yes, some are pathogenic, and some do seem like evil little minions of the Devil. Those have ingenious mechanism which infect, wreak havoc, sometimes kill, and move on. But for every plague bacillus or burger bug out there, there are millions of other kinds of bacteria that really don’t do much, good or bad.

About archaea

There is one group of microbes that have no known pathogens: Archaea. Archaea are… different. An archaeon is as different from a bacterium as either is from a human. Superficially, bacteria and archaea look the same. Both are unicellular. Both do not have well-formed cellular organelles on the level that eukaryotes have. For those two reasons, archaea were thought, for a very long time, to be a type of bacteria. Today, virtually all microbiologists classify archaea in a domain of their own. Archaeal cell membranes are made up of their own unique type of building-blocks (lipids), the type which bacteria do not have, and neither do eukaryotes. Their cell wall is different than bacteria. Many live in extreme conditions: ocean smokers, geysers, hyper-saline lakes, the frozen Tundra, termite guts, cow stomachs and Charlie Sheen’s pants. Actually, the latter may be a bit too extreme even for archaea. Looking at phylogenetic marker genes, such as small subunit ribosomal RNA, (SSUrRNA) archaea indeed cluster as a domain unto themselves.

But of the hundreds of disease-causing microbes or pathogens that we know of, none are archaea. Which is odd. Plenty of disease causing eukaryotes and bacteria, but no archaea? Pourquoi donc? In a new paper published in Bioessays, Erin Gill and Fiona Brinkman try to answer this question.

First, Gill and Brinkman examined the most trivial hypothesis: we may just not have discovered archaeal pathogens yet. Their statistical analysis shows that this is possible, but unlikely. Here is the way the authors explain this: about 0.36% of known bacterial species cause disease (585 out of about 151,000 known cultured and uncultured species, a very low-bound estimate). Assuming that the diversity in archaea is about the same, we should have identified a few (the authors estimate .0036 x 4,508 species of archaea = 16) archaeal species which cause disease. This somewhat back-of-the-envelope calculation is a bit rough and laden with assumptions: one, that the diversity among known archaea is the same as among known bacteria. It was recently discovered that there is a huge marine diversity of mesophilic archaea for which we only have metagenomic (fragmented DNA sequence) data. Also, there may be many diseases we know nothing about, simply because our census of life on earth is far less than complete. Some of these archaea (and more of these bacteria) may be pathogens, only many have not been identified as such. Finally, historically, with bacteria, we were biased towards looking for pathogens. Bacteriology started as a medical discipline, and to this day many microbiology departments reside in universities’ medical schools. On the other hand, archaea were studied mostly by environmental microbiologists, who are not looking for pathogens necessarily, but are more interested in biogeochemical cycles and the diversity of life. But its claim does cause us to raise an eyebrow: not even une known archaeal pathogen? OK that’s odd. Quite worth looking into. Although the number of archaea we can examine may be too small.

So what exactly is going on?

Bacteria don’t kill people. Bacteriophages kill people?

A clue may lie in how virulence genes are arranged in the bacterial genome. Virulence genes are genes that code for proteins that let bacteria invade our body, cause disease and evading the immune system and drugs. Many of these genes are recognized as mobile: they can easily jump together from a disease causing strain to a benign strain, causing the latter to now become virulent. In many cases they can jump between different species. The vector that carries those genes is typically a bacterial virus, or bacteriophage. When a virus invades bacteria, it can uptake some of its DNA and incorporate it into its own genome. This DNA may later be deposited in another bacterium, turning a benign strain into a virulent one. The process of moving DNA between bacteria with a virus is called transduction, and viruses may also leave very specific “fingerprints” in transduced DNA.

Generalized transduction. Source: Indian River State College

One might say that pathogenic bacteria are actually a vehicle to help bacteriophages proliferate. Better yet, bacteriophages and bacteria both can be viewed as vehicles to help virulence genes proliferate.

However, as far as we know, bacteriophages do not invade archaea. Archaea do have their own viruses, but those are different from bacteriophages. Archaea are a separate domain of life, and whatever parasitises one domain would be ill fit to parasitise another. After all, viruses that invade eukaryotes are also quite different from bacteriophages. (As an aside, this is what makes bacteriophages such an attractive idea as an anti-bacterial treatment method: after all, if we can inundate the human body with viruses that only infect bacteria, moreover only specific disease-causing bacteria leaving those that we need unharmed, that would make for a great silver bullet. But bacteriophage treatment is a matter for another post.) The differences are in shape, biochemistry and in genomes. There is little to no similarity in the genomic sequences of archaeal viruses and bacteriophages. No bacteriophages are known to infect archaea and vice-versa. That said, we know precious little about the diversity of bacteriophages, and close to nothing about archaeal viruses.

We do know that archaea have a very different cell-wall biochemistry than bacteria, and lack the receptor proteins which bacteriophages use to infect bacteria. So bacteriophages cannot infect archaea, cannot transmit virulence genes, and cannot transmit virulence. Gill and Brinkman present virulence from the bacteriophage’s (or rather the bacteriophage’s genes) point of view: both bacteria and their hosts are vehicles for propagating bacteriophage genes. A rather complex evolutionary mechanism.

But why haven’t archaea developed virulence of their own, independently of bacteria? Wouldn’t archaeal viruses develop a similar mechanisms? The authors claim the reason is that virulence evolution is a rare event. They argue that the evolution of virulence, at least the virus-transmitted secondary type is a multi-step process, and is therefore rare. My take on this argument: yes, it might be true for phage-transmitted virulence, but both bacteria and eukarya have evolved virulence mechanisms independent of viruses, encompassing many diverse mechanism that appear to have evolved independently. Hence, virulence itself is not so rare, even if the gene-island type may be.

All-in-all a thought provoking paper, which was very exciting to read. The authors qualify their hypothesis heavily, knowing that with bacterial, archaeal and their viruses, there are unknown unknowns, as the following bit of poetry illustrates:

The Unknown
Comme nous le savons,
There are known knowns.
There are things we know we know.
We also know
There are known unknowns.
That is to say
We know there are some things
We do not know.
But there are also unknown unknowns,
The ones we don’t know
We don’t know.

—Donald Rumsfeld, Feb. 12, 2002, Department of Defense news briefing

Gill, E., & Brinkman, F. (2011). The proportional lack of archaeal pathogens: Do viruses/phages hold the key? BioEssays, 33 (4), 248-254 DOI: 10.1002/bies.201000091


Evolution During the Triassic Period

Confusing matters somewhat, the archosaurs of the middle to late Triassic period didn't only give rise to dinosaurs. Isolated populations of these "ruling reptiles" also spawned the very first pterosaurs and crocodiles. For as much as 20 million years, in fact, the part of the Pangean supercontinent corresponding to modern-day South America was thick with two-legged archosaurs, two-legged dinosaurs, and even two-legged crocodiles—and even experienced paleontologists sometimes have trouble distinguishing between the fossil specimens of these three families!

Experts are unsure whether the archosaurs from which the dinosaurs descended coexisted with the therapsids (mammal-like reptiles) of the late Permian period, or whether they appeared on the scene after the Permian/Triassic Extinction Event 250 million years ago, a geologic upheaval that killed about three-quarters of all land-dwelling animals on earth. From the perspective of dinosaur evolution, though, this may be a distinction without a difference. What's clear is that dinosaurs gained the upper hand by the start of the Jurassic period. (By the way, you may be surprised to learn that therapsids spawned the first mammals around the same time, the late Triassic period, as archosaurs spawned the first dinosaurs.)


Why do we love pets? An expert explains.

Ours is a pet-loving culture. Researchers spend a lot of time exploring what has become known as “human-animal interactions,” and the pet industry spends a lot of money promoting what it prefers to call the “human-animal bond.” But that concept might have been laughable a century ago, when animals served a more utilitarian role in our lives. And it was “deeply unfashionable” among scholars as recently as the 1980s, as John Bradshaw writes in his new book, “The Animals Among Us: How Pets Make Us Human.”

Bradshaw, an honorary research fellow at the University of Bristol in England, would know. He was trained as a biologist — one who began by studying animals, not people, and not their relationship. But he says his work on dog and cat behavior led him to conclude that he would never fully understand those topics without also considering how humans think about their animals. In 1990, he and a small group of other researchers who studied pet ownership coined a term for their field: anthrozoology. Today, university students at a few dozen U.S. universities study the topic he helped pioneer.

In his latest book, Bradshaw argues that our fascination with pets is not because they’re useful, nor even because they’re cute, and certainly not because they’ll make us live longer. Instead, he writes, pet-keeping is an intrinsic part of human nature, one rooted deeply in our own species’ evolution. I spoke with him recently about his conclusions.

This interview has been edited for length and clarity.

I receive loads of press releases and read lots of headlines about how pets make us healthy. But the science is quite a bit more fuzzy, right?

There is evidence that interacting with pets does reduce people’s stress, provided the pet is behaving properly. Good interactions do have quite a profound effect, causing changes in oxytocin and in beta endorphins. Those are actual changes going on in the body of somebody who is stroking a friendly dog. So that’s the upside. The downside is that pets, real pets that actually live with people, cause stress and expense and all sorts of other things that can cause arguments within the family. And if you take humanity as a whole, I suspect that those two things kind of balance out. For every paper that says that pets make you live longer or that they make people healthier, many other reports — particularly those that come from medical professionals, who don’t really have a stake in the field — that find no effect or actually negative effects. The reporting bias is in favor of the good ones, so the study that showed that cat owners were usually more depressed than people who don’t have any pets didn’t rate any headlines. So pet-keeping as a habit, averaged out, is probably not having any major effect on health in either direction. If the dog gets people out and about and likes energetic exercise, then there are probably health benefits. But they’re not just going to come as part of the package.

Why is there such a mismatch in public perception about pets as a panacea and the evidence for it?

I think it’s about a puzzling and unusually unique effect pets give to people, which is what I call the trustworthiness effect, which hasn’t received a huge amount of attention in the press, but it has been replicated in studies in several different countries. People with animals, or as simply described as having a friendly dog with them, instantly become more trustworthy in the eyes of the person who’s encountering that person or having that person described to them. I think it actually explains quite a lot — people are believed when they tell nice stories about animals. Whether that applies to news reports as well, I’m just guessing, but I think it’s a reasonable explanation. I think it also explains a lot of the effects of animal-assisted therapy. The magic is actually in making the person with the animal much more approachable. In a senior residence, it’s not simply the seniors who find the visitor a good person to talk to, but the staff finds the visits beneficial as well. It makes the whole place seem a bit more homely. The dog, or whatever animal, is changing people’s perception of the person doing the therapy. This is the trustworthiness factor, and it explains quite a lot of our biases.

What’s the harm if people have mistaken beliefs about pets? Lots of animals need homes.

I’ve spent a lot of my career pursuing the idea of better welfare for household pets, and I can see some potential risks. The one that we’re seeing most is people bypassing the idea that you have to know about these animals. Fifty or 100 years ago, the knowledge of how to look after animals was passed from person to person. Now we are much more insular. And the idea that simply getting a pet is going to make you happy and de-stress you is not going to work if you don’t do the homework about what the animal needs. One trend which I have particular concern about is for flat-faced dogs. People don’t really understand that having a dog that looks very cute is also likely to have breathing difficulties, eye problems and other health issues. I find that quite distressing. We have a lot of knowledge now about how dogs think and how they feel, and yet that knowledge is still not getting through to a particular kind of owner who is just obeying the fashion and their gut instincts. They’re told that this is going to be a really good experience for them, and maybe it is, but it probably won’t be that great an experience for the dog.

Why do we keep getting pets?

Pet-keeping is a human universal, and it’s something that’s been going on for tens of thousands of years. So why do people want to do something which seems completely unproductive?

One answer is that there is this satisfaction — stroking a dog or a cat causes hormones to be released and makes the person doing it feel good. I think you can trace that back to our very ancient history as hairy primates. Grooming one another is the main glue that holds most primate societies together. Now we’ve got other ways of socializing, but somewhere deep in our brains is a need to do this grooming of something that’s hairy, and we can satisfy that by stroking a dog or combing the cat.

We also have to explain why it’s persisted when we’d have more money if we didn’t have pets. I think it used to be adaptive — people who were seen to be good with animals were more accepted by other people in their tribe, and there may have even been some selection for brides and grooms based on affinity with animals. Second, domestication of animals has been a very important aspect of the emergence of what we call civilization. But it’s actually intrinsically improbable, because to domesticate an animal you have to change its genetics. Even nowadays that takes many generations. I think the only way you can account for the separation of domestic animals from their wild ancestors, and the only way they stopped interbreeding, is because the domestic animals, the ones that were slightly tamer, were people’s pets and so were physically and emotionally and culturally separated. So we had the emergence of a domestic dog, which is useful, a domestic cat, which can be useful because it hunts around houses, and goats and sheep that you can herd and milk. Pet-keeping became an advantage, because the societies that were good at it and wanted to do it domesticated animals before other neighboring societies and groups of people.

These days , we spend lots of money to keep pets alive, we send them to spas and we buy them furniture. How did things go from pet-keeping to pet indulgence?


Voir la vidéo: Cest quoi une espèce menacée? - 1 jour, 1 question (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Ewan

    Excusez-moi pour ce que je suis conscient de l'interférence ... cette situation. Invitation du forum. Écrivez ici ou dans PM.

  2. Cesar

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