L'un des principaux processus d'évolution - la sélection naturelle - se déroule sous nos yeux. Au cours du dernier demi-siècle, des insectes qui n'ont pas peur des pesticides, des souris insensibles au poison et des bactéries résistantes aux antibiotiques sont apparus sur Terre. Qui et comment s'adapte aux conditions défavorables.
Survivants de l'ouragan
À l'été 2017, un groupe de scientifiques de l'Université Harvard a observé des populations de petits lézards, Anolis scriptus, vivant dans les îles Turques et Caïques aux Antilles. Quatre jours après la fin de l'expédition, les ouragans Irma et Maria frappent l'archipel. Six semaines plus tard, les biologistes sont revenus là-bas pour collecter à nouveau les données.
Il s'est avéré qu'après la catastrophe naturelle, les lézards ont considérablement changé - les orteils survivants étaient en moyenne plus longs, les membres antérieurs étaient plus gros, le corps était plus court et les os des cuisses étaient plus petits. Les scientifiques ont suggéré que ces signes ont aidé les reptiles à survivre à l'ouragan, et maintenant ils prendront pied dans les prochaines générations d'Anolis scriptus vivant sur les îles.
Après les ouragans Irma et & quot; Maria & quot; en 2017, l'apparence des lézards Anolis scriptus, vivant sur les îles des Antilles, a changé - chez les animaux survivants, les orteils des pattes étaient en moyenne plus longs, les membres antérieurs étaient plus grands, la longueur du corps était plus courte / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Évolution artificielle
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Ainsi, grâce aux éléments déchaînés, les chercheurs ont pour la première fois observé une sélection naturelle dans la nature. Auparavant, les processus d'adaptation des organismes vivants aux conditions environnementales changeantes et à la spéciation étaient simulés artificiellement dans les laboratoires.
Le plus souvent, les bactéries sont devenues l'objet d'étude - elles se multiplient assez rapidement et leur génome est de petite taille, ce qui permet un temps relativement court pour étudier les processus qui prennent des milliers d'années dans des organismes plus complexes. L'expérience la plus célèbre, qui a commencé en 1988 et se poursuit à ce jour, a été mise en scène par un groupe de scientifiques de l'Université du Michigan, dirigé par le biologiste évolutionniste Richard Lensky.
En février 1988, les chercheurs ont créé douze populations d'une seule souche d'Escherichia coli (E. coli) et les ont placées dans un environnement artificiel où le glucose était la seule source de nourriture. De plus, du citrate était présent dans la solution, mais E. coli ne pouvait pas s'en nourrir.
Douze populations de bactéries E. coli observées par des scientifiques depuis 30 ans. Photo: Brian Baer et Neerja Hajela.
Depuis trente ans (plus de 68 000 générations d'Escherichia coli ont changé), les bactéries de toutes les populations se sont développées et ont appris à mieux absorber les nutriments, y compris le citrate. Les mutations qui ont permis à E. coli de s'adapter à leur environnement étaient différentes dans toutes les populations, mais elles se sont produites dans les mêmes gènes - chaque communauté bactérienne a essayé de trouver sa propre voie d'évolution.
Des dents plus fortes, des têtes plus grosses
Parfois, des organismes complexes s'adaptent aux conditions environnementales non pas pendant des millénaires, mais beaucoup plus rapidement. Par exemple, le lézard des murailles Podarcis sicula, vivant sur l'une des îles de la mer Adriatique, a changé la taille, la forme de la tête et la structure du tube digestif en seulement 36 ans, bien que génétiquement, ils soient toujours impossibles à distinguer des parents vivant ailleurs.
En 1971, les chercheurs ont transporté cinq paires d'adultes de Podarcis sicula de l'île Pod Kopiste au Pod Markaru voisin. Les conditions dans le nouvel endroit ressemblaient à l'habitat habituel, mais il n'y avait pratiquement pas de prédateurs terrestres, et après trente ans, les reptiles qui s'étaient répandus dans toute l'île étaient extérieurement différents de leurs parents sur Pod Kopist.
Le lézard des murailles (Podarcis siculus), une fois déplacé sur l'île de Pod Markaru, a changé d'apparence: il est devenu plus grand, ses membres postérieurs ont été raccourcis et une valve iléocecale Kurt W. Becker / Lucertola campestre une caccia est apparue dans le tractus gastro-intestinal.
Les lézards des colons ont augmenté de taille, ont commencé à courir plus lentement (leurs membres postérieurs étaient raccourcis), leurs têtes avaient l'air plus massives et leurs dents étaient plus fortes, car sur Pod Markaru, ils devaient se nourrir principalement de plantes dures et fibreuses, et non d'insectes, comme auparavant. En raison de changements dans le régime alimentaire des animaux, une nouvelle structure est apparue dans le tractus gastro-intestinal - la valve iléocæcale, qui forme une sorte de chambres de fermentation dans l'intestin, dans lesquelles les microbes décomposent les morceaux non digestibles d'aliments végétaux.
La vie sur l'île vous rend plus intelligent
En règle générale, les animaux des îles intéressent plus les scientifiques que leurs cousins du continent - sur les îles, l'évolution est plus rapide. Les grands animaux, une fois isolés, deviennent plus petits, les petits, au contraire, deviennent énormes, et parfois en très peu de temps.
La vie sur les îles donne parfois des avantages assez inattendus. Comme l'a découvert un groupe international de scientifiques, après avoir analysé des données sur la taille du cerveau de onze mille cinq cents oiseaux appartenant à 1931 espèces, le cerveau des oiseaux insulaires est plus grand que celui des parents continentaux, et c'est le résultat de l'évolution.
Le corbeau de Nouvelle-Calédonie fait de la «monnaie» pour le distributeur automatique. Photo: Jelbert et coll. / Rapports scientifiques 2018.
Les conditions de vie sur les îles sont moins prévisibles et si la situation s'aggrave, il est plus difficile de déménager ailleurs que sur le continent. Par conséquent, un grand cerveau capable d'un comportement adaptatif plus complexe est un avantage évolutif. Ces résultats soutiennent les observations du corbeau de Nouvelle-Calédonie (Corvus moneduloides), qui peut utiliser des outils et les recréer de mémoire, et du pinson des arbres (Camarhynchus pallidus), qui peut utiliser des outils et même les traiter.
Des souris qui ne peuvent pas être empoisonnées
Des conditions de vie défavorables obligent les animaux continentaux à évoluer rapidement. Cela s'est produit avec des souris domestiques ordinaires. Depuis les années 1950, ils ont été empoisonnés avec du poison à la warfarine - certains individus résistants à ce pesticide ont déjà été trouvés en 1964, et en 2011, les scientifiques ont décrit une population de souris domestiques (Mus musculus domesticus), sur laquelle la warfarine n'agit pas du tout.
Une adaptation aussi rapide (60-70 ans n'est rien selon les standards de l'évolution) était due à la reproduction incroyablement rapide de ces rongeurs. Selon des chercheurs allemands, la résistance au poison est le résultat d'une mutation du gène vkorc1, présent dans les génomes de tous les mammifères et responsable du travail de la vitamine K.
En règle générale, les tentatives constantes d'une personne pour détruire certains ravageurs et parasites vont de travers. C'est le désir de vaincre les infections mortelles qui a conduit à l'émergence de superbactéries résistantes aux antibiotiques, et le désir de protéger les plantes des insectes a conduit à la propagation d'animaux résistants aux pesticides. Au cours du dernier demi-siècle, plus de deux cas et demi d'adaptation d'insectes ravageurs à divers poisons ont été enregistrés.
Alfiya Enikeeva
