lundi 28 juillet 2014

L'Histoire de Deux Corneilles

Corneille Mantelée (Corvus cornix) à gauche et Corneille Noire (Corvus corone) à droite

L’intitulé ce cet article est donc «L' Histoire de deux corneilles» (titre que j'ai honteusement copié et traduit de l'article du biologiste Jerry Coyne) ou mieux dit l'Histoire de deux populations de corneilles européennes, à savoir la corneille noire (Corvus corone) et la corneille mantelée (Corvus cornix). Deux populations de corneilles qui ont donc chacune leur nom binominal en latin servant à définir des espèces. Ainsi si l’on s’en tenait à la nomenclature Corvus corone et Corvus cornix seraient bel et bien deux espèces distinctes. Problème comme pour l’ourse polaire (Ursus maritimus) et l’ours brun (Ursus arctos), ces deux populations de corneilles sont interfécondes! Mais c’est encore pire lorsque l’on analyse le génome de ces deux populations sur leurs aires respectives de distribution. [1]

Aires de distribution de la corneille noire (gris foncé) et de la corneille mantelée (gris clair) le présent diagramme indiquant égalament la localisation des individus dont le génome a été étudié dans l'étude citée dans le présent article. [1]

En effet une récente étude mené par J. W. Poelstra, N. Vijay et al [1] montre de manière claire que les corneilles noires allemandes sont génétiquement plus proches des corneilles mantelées suédoises que des corneilles noires espagnoles. Difficile dès lors de considérer les corneilles noires et les corneilles mantelées comme deux espèces distinctes car de toute évidence les flux de gènes sont relativement réguliers, même si limités, entre ces deux populations de corneilles. Mais l'étude pointe également vers d'intéressantes exceptions à cette dernière constatation. En effet sur plus de huit millions de «Single Nucleotide Polymorphism» (SNPs) analysés seuls 83 distinguait de manière catégorique (c’est-à-dire étaient fixées ou presque fixées) corneilles noires et corneilles mantelées et 81 des 82 SNPs en question se situent sur un seul chromosome à savoir le dix-huitième chromosome! [1] Et comme on peut s'y attendre les SNPs incriminés correspondent à des séquences génétiques impliqués dans la couleur du plumage!

Comme le schématise la divergence génétique entre différentes populations de corneilles via les plus de 80 millions de SNPs situés sur l'ensemble du génome. Nous remarquons par exemple que pour la majeure partie du génome, l’indice  de fixation Fst est moindre est moindre entre corneilles noires allemandes et corneilles mantelées suédoise qu’il ne l’est entre corneilles noires allemandes et corneilles noires espagnoles. Donc que les corneilles noires allemandes sont génétiquement plus proches des corneilles mantelées suédoises qu'elle ne le sont des corneilles noires espagnoles. Cependant nous remarquons sur l'ensemble du génome quelques exceptions. En effet il existe des séquences génétiques qui divergent énormément entre l’ensemble des corneilles noires et des corneilles mantelées, y compris entre corneilles noires allemandes et corneilles mantelées suédoises. C'est sur le chromosome numéro dix-huit que se concentrent l'essentiel de ces SNPs séparant nettement les corneilles noires des corneilles mantelées. [1]

Mais pourquoi alors que pour la majorité du génome les différents allèles voyagent relativement librement d’une population à l’autre, certains allèles, ceux codant de la couleur ne parviennent pas à circuler librement via les flux de gènes ayant pourtant court entre corneilles noires et corneille mantelée. Pourquoi? La réponse s’appelle «sélection sexuelle»! En effet parmi les SNPs variant de manière importantes en fréquence entre corneilles noires et corneilles mantelées, certains se trouvent également sur des séquences impliquées dans la vision et donc très probablement dans les préférences visuelles de ces corneilles! La conséquence de tout ceci est que les corneilles de chaque population ont tendance à privilégier les accouplements avec des corneilles ayant le même plumage. Dit autrement une corneille noire sera davantage attirée par une corneille noire et une corneille mantelée davantage attiré par une corneille mantelée (j'ignore cependant à ma connaissance si la préférence ne concerne que les mâles pour les femelles ou les femelles pour les mâles ou alors que celle-ci marche dans les deux sens). Ainsi malgré l’existence de quelques échanges génétiques assurant la proximité génétique des populations de corneilles noires et mantelées voisines l’une de l’autre, les deux populations demeurent in fine phénotypiquement distinctes. Les quelques hybrides parvenant à s’accoupler avec soit des corneilles noires soit des corneilles mantelés, ont généralement au final des descendants sans particularité phénotypique les distinguant de manière claire de la population dans laquelle ils ont alors été absorbés.

Mais attendez une minute!

Oui attendez car il y a un truc cloche! En effet si des flux de gènes ont ainsi lieux entre ces deux populations de corneilles, normalement recombinaisons génétiques et autres «crossover» devraient permettre à terme grâce aux hybridations sporadiques mentionnées ci-dessus, la naissance de corneilles noires ayant une préférence visuelle pour les corneilles mantelées et inversement des corneilles mantelées ayant une préférence pour des corneilles noires! Et cela d'autant plus qu'il n'existe pas de barrières géographiques et écologiques difficilement franchissable séparant ces deux populations de corneilles! Dès lors pourquoi malgré ces incontestables flux de gènes, même dans les zones où ces deux populations se recoupent, les corneilles noires ont toujours une préférence pour les autres corneilles noires et les corneilles mantelées pour les autres corneilles mantelées aux point que les deux populations semblent toujours bien distinctes l'une de l'autre? Ou si l'on s'interroge directement au niveau des séquences génétiques, pourquoi chaque allèle (par exemple l'allèle favorisant une préférence pour la couleur noire) des séquences impliquée dans la préférence visuelle d'un couleur particulière demeure-t-il toujours associé à l'allèle codant la même couleur (donc la couleur noire) et pas à l'autre? La réponse tiendrait en un mot: «Inversion»! Qu’est-ce qu’une inversion? La réponse en image!
 

Bien maintenant retenez le digramme ci-dessus et expliquons de manière simplifiée, comme l'a fait Jerry Coyne, cette histoire d’inversion dans notre histoire de corneilles. Rassurez-vous c’est assez simple. Imaginons que la séquence «D» de notre chromosome schématisé ci-dessus, soit responsable de la couleur du plumage de nos corneilles et que la séquence «F» soit responsable de la préférence visuelle de nos corneilles pour un plumage de couleur spécifique. Un jour une inversion se produit et se répand au sein d’une des populations de corneilles comme le montre le schéma ci-dessus. Une fois que cette inversion a eu lieu il n’est virtuellement plus possible d’avoir de «crossover» (voir diagramme ci-dessous) sur les régions «D» et «F» entre la population porteuses de l’inversion et celles ne la possédant pas, car tout «crossover» dans cette région se solderait par la perte d’une séquence génétique vitale sur les chromosomes concernés et engendrerait donc probablement des zygotes non-viables. Dès lors ces séquences, celles codant la couleur du plumage et celle codant la préférence visuelle, vont évoluer toutes les deux de concert mais de manière indépendante entre la population porteuse de l’inversion et celle chez laquelle celle-ci est absente. Dès lors qu’une préférence visuelle pour une couleur est présente dans une population et une autre dans l'autre population, celles-ci persisteront et demeuront telles quelles dans chacune des deux populations en question!

Dans le cas d’un «crossing-over» ordinaire (A) nous avons un morceau de chaque chromosome homologue qui est échangé avec l’autre, ce qui contribue au brassage d’allèles comme le montre le diagramme ci-dessus. Cependant une inversion peut compliquer les choses et empêcher la viabilité de certains crossing-over (B), car si des gènes et/ou séquences vitaux ont été touchés par l’inversion, alors un crossing over peut déboucher sur la perte totale du dit gène ou de la dite séquence sur le chromosome concerné alors qu’il se retrouve à la place avec la copie excédentaire d’une séquence et/ou d’un gène qu’il possède déjà. Ce phénomène pourrait expliquer le maintien de la barrière comportementale séparant des deux populations de corneilles en fonction de leurs phénotypes respectifs.

Dès lors il est virtuellement impossible d’avoir des corneilles noires ayant une préférence visuelle pour les corneilles mantelées et des corneilles mantelées ayant une préférence visuelle pour les corneilles noires, la couleur du plumage et la préférence visuelle pour celle-ci, demeurant fixées telles quelles dans chacune des deux populations de corneilles malgré les flux de gènes sporadiques entre ces dernières. Flux de gènes que ces préférences visuelles limitent par ailleurs de manière sensible le tout favorisant éventuellement une possible spéciation à venir entre ces deux populations de corneilles. Et notez bien que (1) il s'agit de toute évidence d'une évolution récente et que (2) il ne s'agirait pas du seul cas de divergence populationnelle et possiblement in fine de spéciation, provoquée par une «Inversion», comme le rappellent les auteurs de cette étude [1].

Une question demeure encore: Doit-on considérer ces deux populations de corneilles comme deux espèces distinctes? Personnellement et comme d’autres l'ont me semble-t-il déjà exprimé, je dirais que non, au mieux pourrait-on les considérer comme deux sous-espèces. Mais au final cela n’a pas spécialement d’importance. La notion d’espèce étant certes utile mais il faut garder à l’esprit que celle-ci n’est pas toujours adéquate ou commode pour décrire certaines populations d’être vivants aux relations et situations complexes ne se laissant pas capturer par nos catégorisations platoniciennes . Ce qui compte c’est de comprendre correctement les relations et situations en question cela ne voulant bien-évidemment pas dire que la notion d’espèce ne demeure pas une notion tout à fait commode et utile dans de nombreux autres relations et situations.

Référence:

[1] J. W. Poelstra, N. Vijay et al (2014), The genomic landscape underlying phenotypic integrity in the face of gene flow in crows, Science

mardi 31 décembre 2013

Origine de l'Homme: Des alternatives «scientifiques» qui déchirent!


Une théorie alternative parmi tant d'autres

Encore un mois de Décembre où je fus fort occupé et ça ne va pas s'améliorer pour ce début 2014! Néanmoins voici un petit article qui pourrait en amuser certains. En effet vous vous souvenez de mon précédent billet où je m'excuses pour m'être fait dupé en relyant une fausse information? Eh bien hormis ma confiance excessive la duperie à également marché en raison de mon ignorance et plus exactement parce que je n'ai pas reconnu la photo d'une larve Phyllosoma. Mais ça ne me dédouane pas pour autant de ma naïveté car lorsque j'étais ado j'étais déjà un grand naïf séduit plus d'une fois par divers idées fantaisistes en rapport avec l'origine de l'Homme j'ai même été séduit par la thèse voulant que les pyramides étaient le fait d'Aliens ainsi que par d'autres écrits venant d'hurluberlus divers et variés (non je ne lisais pas pas des revues du type  «Nexus» mais la série «Stargate» m'avait alors salement influencé). Il faut dire que les idées fantaisistes tournant autour de l'Histoire ainsi que de la Préhistoire Humaine ce n'est pas cela qui manque! Aussi pour fêter la nouvelle année voici trois joyeuses perles fantaisistes concernant la Préhistoire et l'Origine de notre espèce, à lire après avoir terminer votre bouteille de champagne!

1. L’Homoncule marin notre ancêtre à tous!

C'est une thèse que nous devons à François de Sarre reprenant lui-même le flambeaux de la «Bipédie Initiale» déjà défendu avant lui par Bernard Heuvelmans et encore par d'autres avant ce dernier. La thèse défendue par François de Sarre stipule notamment que l’ensemble des tétrapodes descendent d’un «Homoncule marin» c’est-à-dire d’une créature ressemblant à ceci:

 L'Homoncule Marin
Si on en croit cette page Internet prenant partie pour cette amusante théorie, François de Sarre, au regard de sa dite Théorie, proposerait même une phylogénie alternative et révolutionnaire des vertébrés, phylogénie qui serait la suivante:

Admirez l’artiste!

Personnellement je ne peux qu’avoir de la sympathie et cela sans condescendance aucune pour François de Sarre car au final comment ne pas avoir une réelle admiration devant une telle audace?!

2. Neandertal ce monstre!

Cette deuxième thèse fantaisiste réitère-elle en revanche une vielle injustice que l’on croyait oubliée, une injustice faite à Neandertal jadis déjà représenté comme une brute épaisse à l’allure simienne. Je vous laisse visionner la vidéo déjantée du dénommé Danny Vendramini ci-dessous ça vaut le détour!



Ce qui est le plus agaçant c’est que Neandertal est présenté comme un ignoble prédateur par opposition à des Homo sapiens forcément raffinés et intelligents ayant vaincu ces monstrueux Neandertals par la force de leurs brillants esprits…Ben voyons! Hormis de dépeindre Neandertal comme plus simien qu’humain, aucune mention du fait qu’il enterrait ses morts ainsi que de tous les indices montrant qu’il ne différait probablement pas énormément d’Homo sapiens en terme d’intellect et même qu’il s’agissait même probablement d’Homo sapiens à part entière interféconds et ne différent pas énormément de nous génétiquement parlant ! [1]  Et même si cette andouille de Danny Vendramini admet notre probable interfécondité avec Neandertal c'est au final simplement pour se représenter des mâles Neandertaliens simiens et brutaux en train de kidnapper et violer des femelles Homo sapiens mais certainement pas l'inverse! Et pour en revenir à la manière dont est dépeint Neandertal physiquement voici comment Danny Vendramini justifie sa reconstitution:


Crâne de Néandertalien juxtaposé sur la silhouette d’un chimpanzé!

Comme l’a souligné le biologiste PZ Myers la présente juxtaposition ci-dessus est tout simplement merdique au vue de la position qu’aurait alors le trou occipital! Par ailleurs pas besoin d’être un anatomiste chevronné pour remarquer que le crâne de Neandertal est celui d’un humain à part-entière ne différant pas énormément du nôtre et mieux encore que certains humains modernes issus de tous les continents, ont même des crânes foutrement similaires en plusieurs points à ceux des Néandertaliens!

3. Les Hommes sont des porcs (dans tous les sens du terme)!

Et on termine en beauté par la thèse défendue par le généticien Eugene McCarthy auteur du site «macroevolution.net». Le titre et l’esthétique du site pourrait laisser penser que l’on a à faire à un site scientifique sérieux. Pourtant si l’on est initié à la cladistique on trouve tout de suite étrange la proposition du site voulant que les baleines descendent des Mosasaures! Mais il y a pire puisque l’auteur du site propose la thèse voulant que l’espèce humaine trouve son origine dans l’hybridation d’un singe avec un cochon thèse qui fut relayé par le Daily Mail!


Là encore PZ Myers avait déjà fait un détour pour réfuter cette joyeuse théorie et à donc constater que Madame Garrison de South Park existe bel et bien et qu’elle s’appelle donc Eugene McCarthy! Et franchement ce dernier a également toute ma sympathie!

Bref bilan de tout ça n’oubliez pas de relire cet article après consommation d’alcool si vous avez eu la mauvaise idée de le lire en étant sobre. En revanche si vous prenez le volant ne buvez pas! Lire ou conduire il faut choisir!

Référence:

[1] Richard E. Green et al (2010), A Draft Sequence of the Neandertal Genome, Science

jeudi 28 novembre 2013

Mea culpa

Un excès de confiance et beaucoup de naïveté, voilà comment j’ai cru au fake d’une connaissance virtuelle que je croyais pourtant digne de confiance. Un fake qui se basait sur un probable photomontage présentant la prétendue découverte d’un nouvel arthropode dont la position phylogénétique aurait été pour le moins surprenante. Apparemment l’auteur de cette «farce» a trouvé celle-ci des plus amusantes, grand bien lui fasse. Il faut dire que j’ai moi-même marché à fond, je me suis enthousiasmé et ai fait preuve d’une naïveté extrême! Bref j’ai été idiot!

La probable expression de mon visage quand j’ai découvert que j’ai été roulé dans la farine.*

Mais bon pas grave l’essentiel étant que la blague n’a pas été plus loin. Encore merci à Naldo du blog «Les Poissons n’existent pas» pour avoir rapidement démasqué le fake au moins celui-ci ne risque pas d’en mener d’autres en bateau! Je m'excuse d'avoir ainsi relayé, même pour une seule journée, une fausse info c'est la première et j'espère bien la dernière fois que cela se produit!

* La photo ci-dessus est celle du Joueur du Grenier dont je recommande vivement la chaine à tous les Nerds, Geeks et autres fans de jeux vidéos!

vendredi 25 octobre 2013

Un crâne qui simplifie l'évolution humaine?

Crâne du petit dernier découvert sur le site de Dmanisi. [1]

Récemment la découverte d’un nouveau crâne sur le célèbre site de Dmanisi en Géorgie a mis un saint coup de pied à l’arrière train de certains paléoanthropologues ayant la sale manie de nommer une nouvelle espèce d’Hominidé à chaque fois qu’ils découvrent un nouveau fossile. Ce fut d’ailleurs parfois le cas avec les premiers fossiles de Dmanisi souvent nommés Homo georgicus c’est-à-dire en usant d’une nomenclature habituellement réservée à une espèce à-part-entière. Or bien évidemment même si les divers représentant fossiles du genre Homo diffèrent de manière plus ou moins sensible rien ne permet d’affirmer qu’ils n’étaient pas interféconds. Rien ne permet souvent d’exclure le fait qu’ils aient pu être les simples «variations régionales» d’une seule et même espèce.



Exemple de construction phylogénétique de différents fossiles de représentants du genre Homo. Cette inférence phylogénétique basée sur les caractères morphologiques des dits fossiles n'est pas dénoué de tout fondement, mais hélas elle demeure hautement spéculative et incertaine car ayant des bases extrêmement fragiles lié à un faible échantillonnage et une ignorance des variations intra-spécifique et même intra-populationnelles. Car certains des représentants fossiles du genre Homo représentés ici pourraient appartenir à une seule et même espèce et avoir été reliés par de nombreux flux de gènes ce qui rendrait le présent arbre phylogénétique inexact et obsolète!

Plus généralement nous ignorons également les liens et distances de parentés entre les différents spécimens fossiles retrouvés et les hypothétiques populations auxquelles appartenaient ces derniers. Heureusement certains paléoanthropologues en sont parfaitement conscients et ne tombent pas de le travers consistant à nommer une nouvelle espèce à chaque nouveau fossile d’Hominidé trouvé. Ainsi je me souviens avoir lu une interview du paléoanthropologue Fred Spoor datant de 2007, dans laquelle il identifiait déjà les fossiles de Dmanisi comme étant ceux d’une simple variante régional d’Homo erectus et précisant que selon lui les variantes africaines d’Homo erectus souvent appelées Homo ergaster appartenaient probablement à la même espèce que celle des différents Homo erectus asiatiques, Homme de Dmanisi compris.



Reconstitution numérique de cinq crânes issus du même site de Dmanisi, on remarque que ceux-ci diffèrent de manière importante les uns des autres. Le petit dernier découvert (tout à droite) aurait été classé comme étant une espèce distincte s’il avait trouvé dans une autre région notamment dans un autre continent.
 
Gare aux conclusions hâtives

 
Or le petit dernier découvert à Dmanisi dans des strates estimés aux alentours de -1.8 millions d'années, pousse le bouchon encore plus loin, ce fossile rappelant que les représentants humains issu d’une même espèce (et non pas forcément des «variation régionales» très éloignés géographiquement) peuvent avoir d’importantes variations phénotypiques. [1] De plus sa petite capacité crânienne rapproche pas mal le petit dernier d’Homo habilis suggérant carrément selon certains que les fossiles d’Homo habilis devraient eux-aussi être ranger dans la même espèce ou la même lignée qu’Homo erectus. Ce qui est possible. Malheureusement cela semble pousser les auteurs de la publication de la revue «Science» décrivant le fossile, à un léger raccourci. En effet ils suggèrent que les premiers représentant du genre Homo ne formerait qu’une seule et même lignée humaine! Quand j'ai lu ceci j'ai instictivement pensée à cela:


 
Or bien sûr cela est faux! Et heureusement les auteurs de la publication en question ne souscrivent pas à une vision aussi caricaturale et simpliste de l'évolution de la lignée Humaine. Le truc c'est que par «lignée» les auteurs semblent entendre «espèce», c'est-à-dire ici un ensembles de différentes populations interfécondes fussent-elle phylo-géographiquement passablement éloignée les unes des autres. Or bien évidemment le terme «lignée» ne renvoie en réalité à aucune subdivision précise pas plus que le terme «population». Ainsi deux familles issues d’un même village peuvent être considérées comme deux lignées distinctes. Mais personnellement dans le cadre d'une discussion sur l'évolution humaine, par «lignées» j’entendrais plutôt deux ou plusieurs populations humaines séparées par plusieurs dizaines ou même centaines de milliers d’années d’évolution avec ce que ça comporte comme divergences génétiques et probables divergences phénotypiques malgré l'interfécondité des populations en question. Et la découverte de ce nouveau fossile ne permet en rien de stipuler qu’une seule lignée humaine existait à l’époque selon cette dernière définition et cela quand bien même les différentes lignées étaient probablement interfécondes. Et donc rien ne permet d'affirmer que certaines de ces lignées n'aient pas disparues sans laisser de descendance. À ce titre je renvoie les lecteurs intéressés au très intéressant et tout aussi excellent billet du paléoanthropologue John Hawks à ce sujet! Vous remarquerez que même en partant du principe réaliste et probable voulant que toutes les populations du genre Homo aient été interfécondes, rien ne permet d'affirmer que nous pouvons résumer le début de l'évolution du genre Humain à une seule lignée (si l'on a en tête la définition du mot «lignée» que j'ai donné ci-dessus). Et encore moins affirmer comme le rapportent certains médias, que notre évolution serait plus simple que ce que l'on pensait jusqu'alors, encore une fois voir cet excellent article de John Hawks pour faire la part des choses!

Une nécessaire prudence

De plus la prudence que nous devons avoir face à cette nouvelle découverte est de mise car certes il est tout à fait possible et même probable que les fossiles de Dmanisi appartiennent à la même espèce ou mieux encore à une seule et à une même lignée humaine. Mais il est également possible qu’ils appartiennent à des représentants d’au moins deux populations humaines déjà passablement divergentes l’une de l’autre. Après tout à titre de comparaison Neandertal et Homo sapiens ont probablement partagé les mêmes territoires en Europe et au Moyen-Orient par le passé. Et même s’ils étaient probablement interféconds ils représentaient deux populations humaines qui avaient déjà passablement divergé l’une de l’autre par le passé. Aussi rien ne nous permet d’exclure que nous avons sur le même site, des représentant du genre Homo appartenant à des lignées bien distinctes séparées par plusieurs centaines de milliers d’évolution.


À gauche crâne d'Homme Anatomiquement Moderne à droit crâne de Néandertalien. Les Hommes anatomiquement modernes se sont probablement métissés dans une certaine mesure avec les Néandertaliens, l’ADN de ces derniers se baladant très probablement toujours au sein des populations humaines actuelles. [2] Pour autant nous pouvons malgré tout considérer Sapiens et Neandertal comme deux lignées différentes et cela même si ces deux lignées ne se sont pas formellement séparées l’une de l’autre (avec peut-être de grosses surprises quant au relations phylogéographiques des différentes sous-populations de Neandertal et de Sapiens de l’époque). Cela a pu être le cas pour les représentants antérieurs du genre Homo tels que Homo habilis et Homo erectus.

Ainsi que les fossiles de Dmanisi appartenaient au non à une seule et même lignée et/ou population humaine, l'évolution du genre humain fut probablement complexe avec des populations se déplaçant, divergeant génétiquement, se retrouvant, entrant en compétition les unes aux autres, certaines en remplaçant d'autres tout en se mélangeant avec elles dans une certaine mesure et ainsi de suite. Un peu comme ce que soupçonnent les scientifiques avec les Hommes Anatomiquement Modernes et Neandertal.


Le Boxeur Russe Nikolay Valuev demeure un excellent rappel quant à la variabilité morphologique importante que l’on peut trouver au sein d’une seule et même population humaine!

Mais donc une fois ces dernières mises au point faites, les fossiles de Dmanisi nous rappellent que les membres d’une même population et donc d’une même lignée peuvent différer de manière importante sur le plan morphologique. Cela rendant hautement spéculatives et incertaines certaines constructions phylogénétiques et taxonomiques faite à partir des quelques fossiles d'Hominidés dont nous disposons aujourd'hui!
 
Références:

[1] David Lordkipanidze et al (2013), A Complete Skull from Dmanisi, Georgia, and the Evolutionary Biology of Early Homo, Science
 
[2] Richard E. Green et al (2010), A Draft Sequence of the Neandertal Genome, Science

lundi 30 septembre 2013

En attendant du changment....


Rédaction de thèse, obligations familiales, boulot, manque chronique de someille voilà quelques petites choses parmi tant d'autres qui m'empêche de consacrer suffisamment de temps à mon blog depuis de nombreuses semaines déjà (sans parler d'une visite au CERN à laquelle j'ai dû renoncer)... En attendant que ma vie s'appaise quelque peu, voici quelques liens que je partage avec les quelques lecteurs qui passeraient par ici:

Quelques nouvelles du côté des Sciences de la Vie:





Deux articles de blogs anglo-saxons qui mettent certaines choses au point




Du côté du «C@fé des Sciences»:




Oui je n'ai pas eu le temps de lire énormément d'articles des autres membres du «C@fé des Sciences» à l'exception de ces trois ci-dessus que j'ai par ailleurs beaucoup apprécié. Donc voilà voilà pour la contribution du moment j'espère pouvoir consacré très bientôt davantage de temps  mon blog merci à tous mes lecteurs ainsi qu'à mes critiques et à l'équipe du «C@fé des Sciences».

lundi 26 août 2013

Erreurs, critiques, et conneries!


La rédaction de ma thèse prenant davantage de temps que je ne l’avais initialement imaginé, je ne peux guère alimenter correctement mon blog. Par chance une connaissance virtuelle du site «rationalisme.org» m’a gratifié de constructives critiques pour au moins deux articles de mon présent blog. Et comme on ne progresse pas sans s’exposer à la critique autant les retranscrire ici tant bien que mal avec mes mots en espérant être fidèle à ces dernières.

Ce n’est pas la sélection naturelle, ce n’est pas la dérive génétique donc c’est….

Dans ce précédent article j’étais revenu sur l’importance que pouvais revêtir la dérive génétique, notamment sur le fait que celle-ci pouvait expliquer la proportion relativement importante d’allèles plus ou moins délétère chez certaines populations humaines. Hélas je me suis en partie planté dans certaines de mes explications/illustrations. Ainsi j’ai par exemple cité l’exemple de Gengis Khan (qui a eu de nombreux descendants) pour illustrer l’expansion d’allèles sans que ceux-ci aient se soient répandus car «codant» un hypothétique phénotype ayant pu être positivement sélectionné. Le problème c’est que je me suis servi de cet exemple de Gengis Khan pour illustrer la très grande importance que pouvait avoir la dérive génétique dans les changements de fréquence allélique. C’est vrai la dérive génétique peut grandement impacter les fréquences allélique, problème l’exemple de Gengis Khan n’est pas vraiment celui d’une dérive génétique tout comme elle n’est pas vraiment l’exemple d’un cas de sélection naturelle!

Mais alors c’est quoi? Je n’ai pas trouvé de terme approprié pour décrire la chose, tout ce que nous pouvons dire c’est que parfois, notamment au sein de l’espèce humaine, certains allèles peuvent se répandre massivement pour des raisons politiques, sociales et/ou militaires, sans que les dits allèles n’aient un quelconque effet phénotypique conférant un quelconque avantage aux organismes qui les possèdent! Certes les plus avisés ont déjà entendu parler de «Genetic Hitchhiking» ou «Genetic Draft», c’est-à-dire d’allèles neutres ou même faiblement délétères augmentant en fréquence parce qu’associés à des allèles conférant eux de réels avantages à l’organisme. Mais ici c’est encore différent car nous parlons donc d’allèles augmentant massivement en fréquence pour des raisons autre, à savoir ici sociales ou politiques bref pour des caractéristiques acquises et non innées. Ainsi cette année il y avait une intéressante publication sur une mutation nommée EDAR370A (qui donc est un allèle spécifique du gène nommé EDAR) responsable de certaines caractéristiques physiques de nombreux asiatiques (notamment une poitrine féminine réduite, des cheveux plus épais et un nombre plus important de glandes sudoripares) [1], et qui aurait par le passé c’est-à-dire il y a moins de 30'000 ans, rapidement augmenter en fréquence. Bien évidemment les chercheurs ont tout de suite poser l’hypothèse voulant que l’allèle se serait répandu via un mécanisme sélectif mais est-ce vraiment le cas? Alors sélection naturelle, dérive génétique, «Genetic Draft» ou simple expansion de l’allèle suite à des expansions démographique ayant des causes purement «culturelles»? On ne peut pas vraiment le savoir!


 
Carte présentant la distribution géographique de l’allèle EDAR370A! Comment expliquer l’expansion de la mutation EDAR370A en Asie de l’Est? La seule réponse honnête que l’on peut donner est qu’on ne sait pas pourquoi cet allèle s’est répandu!

Bref dans certains cas ce n’est pas de la dérive génétique mais ce n’est pas vraiment de la sélection naturelle non plus, donc c’est….Je laisse les éventuelle personnes avisées donner le terme adéquats à ces événements particuliers impactant de manière importante la distribution des allèles au sein des populations humaines ou non.

La sélection hiérarchique de SJ. Gould, une insipide pirouette rhétorique?

 Stephen Jay Gould était capable du meilleur comme du pire!

La présente question mérite également d’être posée en effet dans ce précédent article j'avais exposé et même, à mes dépends, pris partie en faveur de la Théorie hiérarchique de Stephen Jay Gould. Et comme je pouvais m’y attendre ma connaissance virtuelle précédemment mentionnée, n’y est pas allé par quatre chemins en soulignant que la théorie hiérarchique de SJ. Gould, celle consistant à considérer les espèces comme des entités individuelle en parlant de «Sélection de l’Espèce», semble avant tout un insipide abus de langage rhétorique comme son histoire de «poissons optimal» opposé au «poisson médiocre» aux pages 929 et 930 de son «Opus Magnum». [2] Ces abus de langage rhétorique venant probablement du fait que SJ. Gould en tant que paléontologue collait des termes comme «naissances», «durée» de vie et «mort» sur les espèces qu’il identifiait dans le registre fossile (on peut rajouter que déterminer des espèces dans le registre fossile n’est pas sans poser certains problèmes). Or si ces termes peuvent paraître légitime comme illustrations métaphoriques c’est autre chose en matière de concept théorique. Certes j’avais mentionné l’exemple des tigres infanticides en montrant que si la sélection naturelle favorisait individuellement les tigres tuants les petits qui n’étaient pas de lui, il maximisait alors son succès reproductif mais que cela pouvait en contrepartie nuire à l’espèce à partir du moment que celle-ci voit ses territoires disponibles se réduire dangereusement. Problème j’avais omis qu’au final la sélection se pratique néanmoins sur les individus et non pas sur l’espèce entière sachant que dans mon exemple le tigre infanticide voit certes son succès reproducteur augmenté mais en contrepartie et toujours au niveau de l’individu, le tigre dont les petits ont été tués voit son succès reproducteur diminuer. Dit autrement avons-nous besoin d’une conception hiérarchique? Peut-être, encore faudrait-il la définir mieux que l’a fait SJ. Gould, ce dernier se laissait souvent aller à de pompeuses et illisibles digressions rhétoriques. De plus même en admettant qu'un fait connu, à savoir que l’air de répartitions des populations d’une espèces, les flux de gènes entre elles, etc, etc..., puisse avoir un impact positif ou négatif sur le succès à long terme de la dite espèce, au final ce sont toujours les individus qui sont soumis à des pression sélectives, ce sont les individus qui sont adaptés ou non à d’éventuels changements de milieux et qui laissent in fine ou non des descendants.

Je m’arrêterais là pour la brève critique de ce qui fut probablement le pire de SJ. Gould par opposition à ses intéressantes réflexions sur les contraintes développementales et ses critiques du «programme adaptationniste».

Toi aussi repousse les chemtrails avec du vinaigre!

Ben oui après avoir admis mes erreurs et bourdes autant soulager mon égo blessé en rappelant qu’il y a pire que ma petite personne (oui je sais il y a aussi mieux beaucoup mieux même), ci-dessous une vidéo qu’avait généreusement posté CerberusXt de Nioutaik, montrant une femme pensant repousser les méchants pas beaux chemtrails situés à des kilomètres (à haute altitude) de sa maison, en giclant de l’acide acétique dans son jardin!

 
Top 6 des théories du complot les plus ridicules du monde

À ce titre notez l'état de la pelouse de la dame! Coïncidence? Je ne pense pas! De quoi douter de l’espèce humaine!

Références:

[1] Yana G. Kamberov et al (2013), Modeling Recent Human Evolution in Mice by Expression of a Selected EDAR Variant, Cell

[2] Stephen Jay Gould (2002), La structure de la théorie de l’évolution, Éditions Gallimard 2006

mercredi 24 juillet 2013

Vers une expansion hiérarchique de la Théorie de l'Évolution?


Stephen Jay Gould théoricien de l'expansion hiérarchique de la Théorie de l'Évolution

Étant en pleine rédaction de thèse je n'ai pratiquement plus de temps pour me consacrer à mon blog, par chance j'ai réussit à en trouver pour y balancer quelques réflexions suite à la lecture d'un très intéressant article du paléontologue Donald Prothero [1]. Dans cet article Donald Prothero revient sur l'influence scientifique du regretté Stephen Jay Gould dans le domaine de la paléontologie ainsi qu'en biologie de l'évolution en général. Donald Prothero mentionne notamment une des théories majeures, mais souvent omise de S.J. Gould, à savoir un découplage de la micro et de la macro-évolution et plus généralement une expansion hiérarchique de la théorie de l'évolution.

«The gradual adaptation of fruit flies and Galapagos finches may be good examples of short-term microevolutionary change, but they simply do not address what the fossil record has shown for over a century. This only became apparent when Gould, Eldredge, Stanley and others began to talk about species sorting, decoupling microevolution from macroevolution, and the importance of hierarchical thinking in evolutionary biology. Many neontologists appear to maintain a relentlessly reductionist attitude for no apparent reason. Meanwhile, the hierarchical expansion of evolutionary theory has enjoyed widespread support among philosophers as well as paleontologists (Salthe 1985; Eldredge 1985b; Okasha 2006; Wilson and Wilson 2007; Jablonski 2000, 2007, 2008a).» Donald Prothero [1]

Mais qu'est-ce donc que cette expansion hiérarchique de la théorie l'évolution? Il y aurait énormément à dire sur cette dernière mais pour résumé il s'agit notamment de l'idée voulant que la sélection naturelle opère à différent niveaux. Mais concrètement qu'est-ce qu'une sélection multi-niveaux? Eh bien pour le savoir il faut se souvenir que classiquement en biologie de l'évolution on considère que les individus sont les seules véritables «unités de sélection». Certes les personnes avisées en biologie de l'évolution ont entendu parler de la sélection de parentèle conceptualisé par le regretté William D. Hamilton ainsi que le gène égoïste de Richard Dawkins où ce sont les gènes qui ont le beau rôle comme «unité de sélection». Cependant avec sa théorie Stephen Jay Gould va bien plus loin en stipulant que la sélection pouvait avoir lieu à de multiples niveaux à savoir des gènes aux espèces en passant par les individus et les populations d'une même espèce. Et loin d'être séparés ces différentes niveaux de sélection s'emboiteraient joyeusement les uns dans les autres.

Petit rappel imagé concernant des notions de Micro-évolution et de Macro-évolution mentionnées plus haut, la première se référant à l'évolution au sein des espèces, la seconde au-delà du niveau de l'espèce. Bien évidemment il n'y a pas de limite nette dans cette dichotomie théorique surtout lorsque l'on sait que la barrière de l'espèce peut-être elle-même extrêmement floue dans la nature.

Mais donc qu'est-ce concrètement une sélection «au niveau de l'espèce»? Car certes on pense immédiatement à une espèce supplantant une autre dans une niche écologique donnée, mais donc pas besoin forcément d'invoquer une sélection au niveau de l'espèce (quoi qu'on entende exactement par-là) car cela peut simplement signifier que les individus d'une espèce sont mieux adaptés à la dite niche écologique que les individus de la seconde espèce, et donc c'est toujours l'individu qui est la véritable «unité de sélection» et non l'espèce, rien qui ne nécessite de se prendre la tête avec l'idée d'une sélection multi-niveaux. Et il faut dire que pendant longtemps j'avais moi-même du mal à savoir ce que Stephen Jay Gould entendait par-là! Mais qu'on se rassure il est possible de comprendre ce que SJ. Gould entendait par «sélection entre espèce» ou «sélection au niveau de l'espèce» en se référant à des exemples concrets.

Les tigres infanticides

C'est en regardant un reportage animalier comme il en existe tant, que j'ai me semble-t-il, en bonne parti compris ce que pouvait être concrètement et véritablement une sélection au niveau de l'espèce et en quoi cette idée et/ou notion pouvait être utile en biologie de l'évolution ainsi qu'en écologie. Ce reportage animalier concernait les tigres du sous-continent indien. De nombreuses populations de tigres sont menacées par les activité humaines et leurs expansions dans des lieux jusqu'alors relativement préservés. Or ce reportage relatait les observation d'une population de tigre dans une région donnée par une équipe de scientifiques s'inquiétant à juste titre, de la survie de la dite population. Or si les activité humaines sont déjà une menace pesante pour leur survie, les tigres sont victimes d'une autre menace dont les responsables sont.....les tigres eux-mêmes! En effet à chaque fois qu'une tigresse donnait naissance à des petits, les scientifiques s'alarmaient à juste titre du risque de voir les petits tigres tués par un mâle adulte. Les mâles tuant les bébés tigres qui ne sont pas les leurs afin que la femelle soit de nouveau disposée à s'accoupler. Ce comportement qui nous semble cruel est en réalité une «stratégie évolutive» des plus rationnelles du point de vue sélectif, car cela permet au mâle infanticide de maximiser sa valeur sélective! Problème ce qui est bon pour l'individu est ici désastreux pour la population de tigres dans son ensemble et peut-être même pour l'espèce toute entière, car dans le contexte d'une expansion humaine réduisant les territoires disponibles et la taille des populations de tigres, ce comportement infanticide risque fort de contribuer à l'extinction des populations en question!

Les bébés tigres ont beau être mignons un tigre mâle adulte n'hésiterait pas à les tuer froidement pour obtenir les faveurs sexuelles de leur mère.

Et maintenant imaginez une espèce de félin, ou même une population particulière de tigres, dont les mâles n'ont pas ces mœurs infanticides. Cette population de félins n'aurait-elle pas davantage de chance de survivre au réductions territoriales imposées par les activités humaines? Ces félins hypothétiques survivraient mieux que les tigres non pas parce qu'ils seraient mieux adaptés en tant qu'individus, mais bel et bien parce qu'ils seraient mieux adapté en tant qu'espèce! C'est-à-dire que les interactions entre individus, interactions ne comprenant pas l'infanticide d'une progéniture qui n'est pas sienne, ne pèse pas sur le renouvellement démographique de la population. Au niveau individuel un mâle de ce félin hypothétique est certes moins performant en terme de valeur sélective qu'un tigre mâle infanticide, mais au niveau collectif ce félin hypothétique est, en tant qu'espèce, plus apte à survivre dans le difficile contexte imposée par la civilisation humaine.

Cet exemple en partie hypothétique (uniquement en partie car ayant une base factuelle et logique), permet d'entrevoir de manière claire et concrète ce que Stephen Jay Gould entendait par sélection au niveau de l'espèce et mieux encore l'importance des propriétés émergentes dans la compréhension de l'évolution du vivant. Les populations et les espèces sont davantage que la somme des individus qui les constituent (c'est le principe même de l'émergence), les interactions entre ces derniers sont source de propriétés émergentes qui sont susceptibles d'être elles-mêmes sujettes à une sélection darwinienne. Dès lors la théorie de Stephen Jay Gould sur une sélection s'effectuant à différents niveaux (gènes => individus => populations => espèces) semble bel et bien avoir sa pertinence, les différents niveaux de sélection ne s'excluant pas mutuellement mais interagissent les uns avec les autres de manière complexe.

Gastéropodes marins et spéciations

L'autre aspect majeur de la théorie de SJ. Gould est que les propriétés émergentes de certaines espèces/clades, sont susceptibles d'affecter le «taux de spéciation», des espèces/clades concernés. SJ. Gould expose la chose de la manière suivante:

«Un trait attaché à la structure des populations conduisant à une faible fréquence d'isolement des nouveaux dèmes, doit nécessairement être considéré comme une caractéristique propre aux populations, si l'on se fie au sens normal des mots. [...] Les organismes ne donnent pas lieu individuellement à des spéciations; seules les populations le font: par conséquent, le caractère en question appartient bien à l'espèce.» Stephen Jay Gould [2]

Vous ne voyez pas ce que SJ. Gould veut dire par ces présents propos? Pas grave il illustre ces derniers en se référant à une publication d'Anthony J. Arnold et Kurt Fristrup (1982) [3] comparant deux clade de gastéropodes marins, l'un constitué d'espèces planctotrophes (dont les larves se nourrissent de planctons) et l'autre d'espèces non-planctotrophes (utilisant ses réserves vitellines pendant sa croissance). AJ. Arnold et K. Fristrup soulignant que les espèces non-planctotrophes sont davantage sujettes aux événements de spéciation car leur mode de reproduction impose des structures populationnelles davantage propices aux spéciations allopatriques que les espèces planctotrophes qui elle ont tendance à avoir une «population effective» plus importante et donc moins de spéciations allopatriques. Cette constatation est l'exemple même d'une propriété émergente au niveau de l'espèce car quelle que soit la valeur sélective des individus non-planctotrophes par-apport à celle des individus planctotrophes, ce n'est pas de cette valeur sélective individuelle que découle la plus grande fréquence des spéciations chez les premiers par-apport aux seconds. La raison se situe ici au niveau des populations et même des espèces et c'est cette particularité propre à l'espèce dans son ensemble qui sera sujette à une forme de sélection, à savoir ici la plus grande diversification des non-planctotrophes par-apport aux planctotrophes.

Rappel simplifié de quelques dynamiques/modes de spéciation. Les spéciations peuvent avoir différentes causes, l'une d'entre elle étant la manière dont les populations se subdivisent et/ou répartissent. Selon Anthony J. Arnold et Kurt Fristup (1982) [3] chez les gastéropodes marins, les espèces non-planctotrophes auraient en raison même de leur mode de reproduction des distributions populationnelles davantage propices aux spéciations que les gastéropodes marins planctotrophes.

Bien évidemment n'étant de loin pas la personne la mieux renseignée sur les stratégies de reproduction et l'évolution des gastéropodes, j'ignore si cet exemple particulier doit être nuancé et si oui dans quelle mesure. En revanche le fait que certaines espèces/taxons, ont des structures populationnelles davantage susceptibles de favoriser les événement de spéciations, n'a rien de surprenant et l'impact que cela pourrait avoir dans le succès évolutif des lignées a fort «taux de spéciation» par-apport à celles moins affectées par ce genre d'événements, mériterait qu'on s'y intéresse de près. D'ailleurs les paléontologues n'ont-ils pas déjà des informations susceptibles de donnée du poids à la théorie de SJ. Gould? Personnellement je l'ignore cependant si l'on en croit Donald Prothero, les théories de SJ. Gould aurait un assentiment assez répandu chez les paléontologues. Cependant si un des lecteurs du présent blog aurait davantage d'informations à ce sujet qu'il n'hésite pas à les communiquer.

Je termine donc ici cette brève description de la théorie soutenant la nécessité d'une expansion hiérarchique de la Théorie de l'Évolution et laisse le soin à tout à chacun de se faire son idée sur la question voir même de la nuancer et de la critiquer. Dans tous les cas il me semble (mais peut-être que je me plante complètement) que cet apport théorique de Stephen Jay Gould est souvent mal-compris et/ou ignoré ce qui serait dommage car elle demeure malgré sa possible inexactitude, une de ses contributions théoriques les plus intéressantes en biologie de l'évolution.

Addendum: Je suis en pleine échange avec une connaissance virtuelle câlée en biologie pas convaincue du tout par l'utilité et la réalité de l'apport théorique de Stephen Jay Gould discutée ici (et cela quand bien même la dite personne reconnait la pertinence de SJ. Gould sur d'autres sujets). Mes échanges avec cette personne étant en cours, je ne peux encore en faire une synthèse. Cependant celle-ci m'a déjà rappelé à jsute titre que le découplage «microévolution» et «macroévolution» a précédé SJ. Gould et fut apparemment le fait d'un entomologiste Russe nommé Iuri'i Filipchenko en 1927 déjà et cela apparemment dans le cadre d'une distinction d'une évolution à court terme (microévolution vue comme darwinienne mais d'une évolution à long terme perçu commme obéissant à une sorte d'orthogenèse. Il faudrait cependant vérifié plus en détails si c'est réellement ce que théorisait ce scientifique russe dans son découplace entre microévolution et macroévolution. Stephen Jay Gould reprend ce découplage, qui fut déjà repris par d'autres avant lui, mais ne propose bien évidemment pas que la macroévolution soit le fait d'une hypothétique orthogenèse.

Références:

[1] Donald Prothero (2009), Stephen Jay Gould: Did He Bring Paleontology to the “High Table”?, Philosophy and Theory in Biology

[2] Stephen Jay Gould (2002), La structure de la théorie de l'évolution, Éditions Gallimard 2006

[3] Anthony J. Arnold et Kurt Fristrup (1982), The theory of evolution by natural selection: a hierarchical expansion, Paleobiology