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Sexual conflict in fruit flies is governed by specifically wired neurons in the brain which have been pinpointed by scientists at the University of Birmingham, UK. Scientists uncover a gene involved in sexual conflict in fruit flies by University of Birmingham, 21.10.2021 Traduction : Le conflit sexuel chez la drosophile est régi par des neurones spécifiquement câblés dans le cerveau, qui ont été identifiés par des scientifiques de l'Université de Birmingham, au Royaume-Uni. La recherche découvre un gène qui dirige le développement de ces neurones et jette un nouvel éclairage sur la façon dont certains comportements - en l'occurrence les comportements sexuels - sont "câblés" dans le cerveau. Elle montre également comment les conflits sexuels sont à l'origine de l'évolution de nouvelles espèces et permet de mieux comprendre le processus d'évolution aux niveaux moléculaire et cellulaire. Le Dr Matthias Soller, auteur principal de l'article, explique : "La théorie de Darwin sur l'origine des espèces est fondamentale pour la biologie de l'évolution. Mais les moteurs moléculaires et cellulaires de l'évolution restent un mystère." Le Dr Irmgard Haussmann, co-auteur de l'article, de la Birmingham City University, ajoute : "Même nous, les humains, évoluons : Il y a 100 ans, personne ne pensait que notre monde électronique nécessiterait d'adapter notre cerveau à des tâches totalement nouvelles." Si cette recherche offre un moyen de répondre à des questions scientifiques fondamentales, la compréhension de la génétique du comportement sexuel pourrait également conduire, à terme, à de nouveaux moyens de contrôler les populations d'insectes, par exemple dans la gestion des cultures ou la propagation de maladies transmises par les insectes comme le paludisme. Dans cette étude, publiée dans la collection "Neurones, Circuits and Behavior" de BMC Biology, les chercheurs se sont concentrés sur une molécule particulière, appelée peptide sexuel, qui est transmise du mâle à la femelle pendant l'accouplement. Le peptide sexuel est responsable du déclenchement du comportement de la femelle après l'accouplement, par exemple le rejet des mâles qui lui font la cour et l'augmentation de l'envie de pondre des œufs. Mais parfois, la femelle doit résister à ces comportements, par exemple s'il n'y a pas assez de nourriture, ou s'il y a des raisons environnementales de ne pas pondre d'œufs. La capacité à le faire repose sur une mutation génétique que les chercheurs ont pu identifier. Cette mutation affecte la réponse de la femelle au peptide sexuel et, après avoir identifié la mutation, les chercheurs ont pu identifier le gène spécifique qui est essentiel pour réguler la réponse post-accouplement de la femelle. De manière significative, ils ont découvert que ce gène, appelé Nup54, était présent dans toutes les cellules. Plutôt que d'être une molécule de signalisation présente dans quelques neurones, comme l'équipe de recherche s'y attendait, la protéine Nup54 est un composant du pore nucléaire de chaque cellule - la partie de la cellule qui régule les protéines autorisées à entrer dans le noyau et les ARN messagers qui sortent du noyau pour être traduits en protéines. "Les gènes du pore nucléaire sont parmi les rares gènes qui ont été associés à l'apparition de nouvelles espèces", explique le Dr Soller. "Nous pensons qu'il est probable que ces changements, y compris le câblage du cerveau et un changement de comportement, marquent un stade très précoce de la spéciation, et montrent donc l'un des premiers processus cellulaires dans l'évolution de nouvelles espèces." Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite) [Image] Nucleo-cytoplasmic shuttling is altered in Nup54QB62 Keywords :
Nup54 / Nuclear pore complex (NPC) / Sexual differentiation / Neuronal wiring / Post-mating behaviors / pickpocket (ppk) neurons
Les espèces s’hybrident-elles lorsque mâles et femelles se choisissent mutuellement ? Une étude publiée dans Nature Communications par des chercheurs du Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE – CNRS/Univ Montpellier/ Univ Paul Valery Montpellier/ EPHE/IRD) montre, par un modèle mathématique, que les préférences de partenaire sexuel peuvent évoluer de façon très inattendue et notamment déstabiliser les barrières entre espèces. Cette dynamique évolutive pourrait expliquer pourquoi des espèces s’hybrident même longtemps après la spéciation.
La biodiversité nous « sert » chaque jour, souvent sans que l’on s’en rende compte. Après le rapport de l’IPBES, trouver des pistes pour sauver la biodiversité. Par Philippe Grandcolas, 03.07.2019 Une évaluation extrêmement prudente "L’évaluation chiffrée des espèces en danger sont basées sur des méthodes d’analyse statistique, qui prennent en compte des critères standards de l’IUCN. Quand ces méthodes révèlent statistiquement les mêmes tendances pour différentes espèces, ou dans différents écosystèmes, on obtient alors une estimation globale chiffrée réaliste. De la même manière que pour les sondages d’opinion, ces estimations ont un sens seulement si l’échantillon utilisé est représentatif. Dans le cas de l’IPBES, l’évaluation s’avère extrêmement prudente sur cet aspect méthodologique. Une évaluation très réaliste, mais sans doute moins avérée, amènerait en fait de nombreux scientifiques à avancer un chiffre bien supérieur à celui de 2 millions d’espèces en voie d’extinction. Quant à la spéciation, certes, elle génère de nouvelles espèces parfois très rapidement, mais son taux moyen sur l’ensemble du vivant est incommensurablement plus faible que celui des extinctions (plusieurs milliers de fois plus faibles). En outre, les spéciations (comme les extinctions) ne sont pas réparties uniformément et ne concernent pas forcément les mêmes groupes d’organismes. Ainsi, si l’on étudie le vivant sous la forme d’un arbre évolutif, dont les ramifications résultent de l’évolution et des spéciations successives, il apparaît vraiment très mal « taillé » en raison des extinctions provoquées par les humains : beaucoup de branches raccourcies, certaines massacrées sur leur plus grande partie, d’autres « simplement » déséquilibrées." ___________________________________________________________________
SUR LE MÊME SUJET :
→ Rapport de l’IPBES sur la biodiversité : l’heure n’est plus aux demi-mesures, 02.05.2019 https://theconversation.com/rapport-de-lipbes-sur-la-biodiversite-lheure-nest-plus-aux-demi-mesures-116473
Une délégation Inra en Chine lors d’une conférence sur les papillons ravageurs du genre Spodoptera, INRA, 10.01.2018 - Mis à jour le 25/01/2018 Génomes de Spodoptera, olfaction et gustationCe congrès faisait plus particulièrement écho à la publication courant 2017 de plusieurs génomes de noctuelles. L’occasion pour E. Jacquin-Joly et C. Meslin-Auclair de présenter leurs travaux en cours sur le génome de la noctuelle du coton, Spodoptera littoralis, et sur les récepteurs olfactifs de ce papillon. Dès 2013, l’équipe d’E Jacquin-Joly a contribué à l’annotation des gènes chimiosensoriels des génomes de papillons ravageurs de la famille des Noctuidae : - Spodoptera frugiperda, la légionnaire d’automne, en collaboration avec l’UMR Diversité, génomes et interactions microorganismes-insectes (Inra, Univ. Montpellier) ;
- Spodoptera litura, la noctuelle des cultures florales, en collaboration avec l’équipe de K. Mita ;
- Helicoverpa armigera, la noctuelle de la tomate,et Helicoverpa zea - sa chenille se nourrit des épis de maïs dans lesquels elle creuse des galeries -, en collaboration avec l’Organisation fédérale pour la recherche scientifique et industrielle de Canberra, en Australie (en anglais, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation ou CSIRO).
Le travail actuel de l’équipe d’E Jacquin-Joly autour du génome de S. littoralis et l’ensemble de ces études, permettront à court terme de développer des approches de génomique comparative et évolutive sur la spéciation, la polyphagie ou la résistance aux insecticides. Autant de sujets dont l’intérêt dépasse aujourd’hui largement nos frontières. En savoir plusGouin et al. (2017) Two genomes of highly polyphagous lepidopteran pests (Spodoptera frugiperda, Noctuidae) with different host-plant ranges. Sci. Reports, 7, 11816 Pearce et al. (2017) Genomic innovations, transcriptional plasticity and gene loss underlying the evolution and divergence of two highly polyphagous and invasive Helicoverpa species. BMC Biology, 15, 63. Cheng et al. (2017) Genomic adaptation of Noctuidae to polyphagy, pesticides and wide distribution in East Asia. Nature Ecol. Evol.,1, 1747. [Image] Extremely different feeding habit between S. picta and S. litura. a, S. picta is a specialist of Crinum plants. b, S. litura feeds on over 100 different plants. [via] The Spodoptera litura genome elucidates its polyphagy, high tolerance to pesticides and spread across Asia | Nature Ecology & Evolution Community
https://natureecoevocommunity.nature.com/users/62044-kazuei-mita/posts/20634-the-spodoptera-litura-genome-elucidates-its-polyphagy-high-tolerance-to-pesticides-and-spread-across-asia
Un étudiant de Corrie Moreau vient de faire une analyse génétique des 9 espèces d'Eciton. Il semblerait que la réunion des deux Amériques datée par les géologues de 3 millions d'années soit plus vieille, entre 4 et 8 millions (Winston et al 2016). Cette conclusion est bien sûr discutée (voir Carry 2016)..
Voir
- Arnold Carry (2016). Ant genomes rewrite history of Panama land bridge. Nature.com, 2 Nov 2016. doi:10.1038/nature.2016.20924
- Winston, M. E., D. J. C. Kronauer and C. S. Moreau (2016). Early and dynamic colonization of Central America drives speciation in Neotropical army ants. Molecular Ecology: sous presse. Doi 10.1111/mec.13846. Revue de presse fourmis 2016 [Image] Go north, young ant. Konrad Wothe/Imagebroker/FLPA [L'étude] Early and dynamic colonization of Central America drives speciation in Neotropical army ants - Winston - 2016 - Molecular Ecology, 25.10.2016 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.13846/abstract
Apparus il y a plus de 450 millions d’années, les insectes forment aujourd’hui 90% de la biodiversité terrestre non-microbienne. Pour tenter de déterminer les ressorts de cette foisonnante diversité, une équipe franco-américaine composée notamment de chercheur de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS/IRD /Univ. Montpellier) s’est lancée dans un travail d’analyse sans précédent. En s’appuyant à la fois sur les données moléculaires et fossiles disponibles pour cette classe d’animaux, les chercheurs sont en effet parvenus à retracer l’histoire évolutive des insectes. Leurs résultats publiés en janvier dernier dans Scientific Reports permettent de savoir dans quelle mesure les extinctions de masse, les changements environnementaux ou l’apparition d’innovations morphologiques ont influencé la diversification des insectes depuis leur origine. CNRS, 04.03.2016 Contact chercheur Fabien Condamine, Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM) - CNRS/IRD /Univ. Montpellier/EPHE "Avec plus d’1,3 million d’espèces décrites, mais sans doute 10 fois plus encore à découvrir, les insectes constituent de très loin la classe d’invertébrés la plus diversifiée de la planète. Apparus bien avant les dinosaures, ils sont parmi les animaux les plus anciens à s’être adaptés à la vie terrestre. Mais comment expliquer un tel succès évolutif ? Pour tenter d’apporter des réponses à cette question, des scientifiques de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS/IRD /Univ. Montpellier), du Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP, INRA/Cirad /IRD/Montpellier SupAgro) et de l’Université de Californie (Santa Cruz, Etats-Unis) ont réalisé une des premières études macroévolutives sur cette classe d’animaux en couplant données fossiles et moléculaires. Pour cela, ils ont analysé la diversification des insectes à l’aide d’un arbre phylogénétique représentant 82% des familles d’insectes existantes. « Depuis peu, la conjonction de nouvelles approches analytiques, d’outils mathématiques plus puissants et de données génétiques suffisamment riches autorise l’utilisation d’arbres phylogénétiques pour mesurer le taux d’apparition et de disparition de groupes d’espèces tel que celui-ci », précise Fabien Condamine, biologiste de l’évolution à l’ISEM et cosignataire de l’article. En superposant cette analyse à celle de 40 000 occurrences fossiles d’insectes, les scientifiques ont pu remonter le fil des évènements de spéciation et d’extinction qui ont marqué l’histoire des insectes depuis leur origine. L’étude du registre fossile révèle tout d’abord un taux de diversification élevé dès l’apparition des insectes. Sur les quatre extinctions de masse qui ont jalonné l’histoire évolutive des insectes, seules celles du Permien-Trias, il y a 252 millions d’années, et du Crétacé-Paléogène, il y a 66 millions d’années, semblent avoir eu un impact significatif sur la diversité des insectes. Ces extinctions sont en outre suivies de périodes de très forte diversification corroborées par l’analyse phylogénétique des données moléculaires. Les travaux des scientifiques mettent aussi en évidence des taux d’extinction relativement faibles témoignant de la résilience des insectes tout au long de leur histoire évolutive. Par ailleurs, ces résultats contredisent les hypothèses communément admises selon lesquelles les innovations majeures, que sont l’apparition des ailes et la métamorphose complète, seraient à l’origine d’un accroissement significatif de la biodiversité des insectes. De la même manière, l’explosion soudaine des espèces de plantes à fleurs au cours du Crétacé n’a pas, comme on le supposait jusqu’à présent, accentué la diversification de ces animaux. « Les taux de diversification les plus élevés étant observés au sein les quatre ordres d’insectes les plus riches, ce serait plutôt des innovations spécifiques à chacun de ces grands groupes, comme l’évolution des élytres chez les coléoptères, qui auraient favorisé la diversification de la classe toute entière », conclut Fabien Condamine." Référence [Image] Larve de grillon, orthoptère. Cet insecte est issu d'ambre translucide provenant d'un gisement des Charentes (France), datant du Crétacé (100 millions d'années). © Vincent PERRICHOT/Didier NERAUDEAU/CNRS Photothèque _______________________________________________ À lire aussi : Nouvelle phylogénie des insectes établie, 12.11.2014
https://passion-entomologie.fr/phylogenie-insectes/ Nouvelle Phylogénie de l’évolution des insectes établie
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles entomologiques - En épingle en 2015 : Juin »
« C’est comme une enquête à la télé. Ça se passe aux États-Unis. On ressort des cadavres du congélateur, on leur fait subir les analyses d’ADN avec les derniers outils de la biologie moléculaire et… on découvre pourquoi Rhagoletis pomonella (Dip. Téphritidé) qui vivait sans faire de mal à personne sur son aubépine ancestrale est devenue tout à coup, peu après 1850, la Mouche de la pomme, peste pour les pomiculteurs. »
« En fait il existe toujours des R. pomonella « ancestrales » qui pondent dans les cenelles. Celles qui se développent dans les pommes ont leur cycle décalé de 3 semaines environ. Il y a, pour une faible part des populations, croisement entre les 2 « races », qui ne forment donc pas des espèces distinctes mais qui sont soumises à une forte pression de sélection en faveur de leur séparation. »
« Ce cas intéressant de spéciation sympatrique avait été étudié dans les années 1990 et une grosse collection de mouches a été conservée, de populations naturelles et d’élevages. Le réexamen de ces spécimens congelés a été entrepris par Scott Egan et ses collaborateurs anglais et états-uniens. Il en résulte – publication dans Ecology Letters - le fait étonnant que le passage de la cenelle à la pomme s’est fait en une seule génération, il y a 170 ans. Plus précisément, 70% de la variation actuellement constatée liée au changement d’hôte – qui concerne de nombreux gènes - est survenue en 1 an, il y a 170 générations. »
« Le génome de R. pomonella contient de nombreuses zones d’inversion (où les séquences d’ADN sont à l’envers). D’où un grand déséquilibre de liaison qui favorise l’impact de la sélection. »
« R. pomonella avait des prédispositions pour devenir une peste. »
D’après « Evolution study finds massive genome shift in one generation », par Jade Boyd. Lu le 15 juin à //news.rice.edu/
Article source : doi: 10.1111/ele.12460 (payant).
[Experimental evidence of genome-wide impact of ecological selection during early stages of speciation-with-gene-flow - Egan - 2015 - Ecology Letters, 15.06.2015 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.12460/abstract;jsessionid=D3C9E87EF6E787DE0DBF1D89C3A43399.f02t03]
GuruMeditation. « Selon les chercheurs, ce nouveau type de parasite de fourmi ne se trouve [que] dans un seul plant d’eucalyptus sur le campus de l’université d’État de São Paulo au Brésil et sa présence soutient une théorie controversée sur la formation des espèces. »
« Selon Christian Rabeling, professeur adjoint de biologie à l’université de Rochester (New York) : La plupart des nouvelles espèces apparaissent dans l’isolement géographique. Nous avons maintenant la preuve que la spéciation peut avoir lieu dans une seule colonie.
En découvrant le parasite Mycocepurus castrator, les chercheurs ont mis à jour un exemple de spéciation sympatrique, qui se produit quand une nouvelle espèce se développe tout en partageant la même zone géographique avec ses espèces parentes. » « Rabeling : Alors que la spéciation sympatrique est plus difficile à prouver, nous pensons que nous sommes en train de documenter un type particulier d’évolution en cours.
De nouvelles espèces se forment lorsque leurs membres ne sont plus capables de se reproduire avec les membres de l’espèce parente. Le mécanisme communément accepté est appelé spéciation allopatrique, où les barrières géographiques, comme des montagnes, séparent les membres d’un groupe, les obligeant à évoluer indépendamment. » Selon Ted Schultz, conservateur au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution et co-auteur de l’étude : Depuis l’origine des espèces de Darwin, les biologistes évolutionnistes ont longtemps débattu pour savoir si deux espèces peuvent évoluer d’un ancêtre commun sans être isolées géographiquement les unes des autres. Avec cette étude, nous offrons un argument convaincant pour l’évolution sympatrique qui va engendrer de nouvelles conversations dans le débat sur la spéciation de ces fourmis, des insectes sociaux, et dans la biologie évolutive de façon plus générale.
« Le parasite M. castrator n’est pas simplement une autre fourmi dans la colonie; c’est un parasite qui vit avec et hors de son hôte, la Mycocepurus goeldii. L’hôte cultive le champignon pour sa valeur nutritive, à la fois pour lui-même et, indirectement, pour son parasite qui en profite sans rien faire. » « Image d’entête à partir de l’étude : deux reines fourmis, à gauche Mycocepurus goeldii (l’hôte) et à droite Mycocepurus castrator (le parasite) »
[...] « L’étude publiée dans Current Biology : A Social Parasite Evolved Reproductive Isolation from Its Fungus-Growing Ant Host in Sympatry. »
Stick insects show that evolution is more random than some biologists believed
By Elizabeth Pennisi. Science. « If the clock rewound, would organisms evolve the same way they did before? Humble stick insects may hold the answer to that long-running question in biology. Through studies of these bugs, whose bodies match the leaves the insects live on, researchers have found that although groups of the bug have evolved similar appearances, they achieved that mostly via different changes in their DNA. “I think it says that repeatability of evolution is very low,” says Andrew Hendry, an evolutionary biologist at McGill University in Montreal, Canada, who was not involved with the work. »
[...]
« They discovered many genetic differences between the ecotypes. Yet to their surprise, they found that, even in stick insects that looked the same but were from different places, only 17% of their DNA had changed in the same way. That suggests, Nosil and his colleagues report online today in Science, that although some evolution in the genes leading to host specialization is predictable, a lot of the changes are random. »
[...]
[L'étude] Stick Insect Genomes Reveal Natural Selection's Role in Parallel Speciation. Science 16 May 2014:Vol. 344 no. 6185 pp. 738-742 - DOI: 10.1126/science.1252136
Lorsque deux populations d’une espèce sont séparées pendant de nombreuses générations, leurs génomes commencent à se différencier, car ils s’adaptent à leurs différents environnements. Finalement, ils peuvent devenir deux espèces distinctes. Mais aujourd’hui de nouvelles recherches suggèrent que ce n’est pas toujours l’incompatibilité de l’ADN qui arrête le croisement, il y a parfois des microbes intestinaux incompatibles. [...] L’étude publiée sur Science : The Hologenomic Basis of Speciation: Gut Bacteria Cause Hybrid Lethality in the Genus Nasonia. http://www.sciencemag.org/content/341/6146/667.abstract
Un consortium international impliquant des chercheurs du CNRS/MNHN (laboratoire Origine, Structure et Evolution de la Biodiversité) et de l'INRA (Physiologie de l'insecte : communication et signalisation) vient pour la première fois de séquencer et d'assembler le génome complet du papillon tropical Heliconius melpomene. Grâce à ce génome de référence, les chercheurs montrent que la ressemblance mimétique est rendue possible grâce à l'échange des gènes de la couleur entre espèces différentes. Jusqu'à présent, les hybridations entre espèces voisines étaient vues comme néfastes, car produisant des descendants généralement moins compétitifs et peu performants. En réalité, elles permettent aussi le transfert de gènes offrant un avantage sélectif, ici la marque colorée de la toxicité de ces papillons pour leurs prédateurs. Ces résultats sont publiés le 16 mai 2012 sur le site de la revue Nature. → Genetic Evidence for Hybrid Trait Speciation in Heliconius Butterflies : http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1000930
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Some male butterflies go to extreme lengths to ensure their paternity – sealing their mate’s genitalia with a waxy “chastity belt” to prevent future liaisons. But female butterflies can fight back by evolving larger or more complex organs that are tougher to plug. Males, in turn, counterattack by fastening on even more fantastic structures with winglike projections, slippery scales or pointy hooks.
It’s a battle that pits male and female reproductive interests against one another, with the losing sex evolving adaptations to thwart the winner’s strategies.
Could this sexual one-upmanship ultimately result in new species? It’s a longstanding hypothesis and one that would help explain how butterflies became so diverse. But it has proven difficult to test.
Ana Paula dos Santos de Carvalho, a doctoral student in the Kawahara Lab at the Florida Museum of Natural History, tackled the question in a study of mating plugs in brush-footed butterflies. She traced the trait’s evolution and analyzed the rate at which new species appeared across the Acraeini tribe, a group of about 300 species. Unexpectedly, lineages with and without mating plugs evolved at the same rate, suggesting other factors such as habitat may be responsible for driving the insects’ diversity. In butterfly battle of sexes, males deploy ‘chastity belts’ but females fight back – Florida Museum Science by Halle Marchese and Natalie van Hoose • September 3, 2020 Traduction : Certains papillons mâles se donnent beaucoup de mal pour assurer leur paternité, en scellant les parties génitales de leur partenaire avec une "ceinture de chasteté" cireuse pour empêcher toute liaison future. Mais les papillons femelles peuvent se défendre en développant des organes plus gros ou plus complexes, plus difficiles à obturer. Les mâles, à leur tour, contre-attaquent en s'attachant à des structures encore plus fantastiques, avec des saillies en forme d'ailes, des écailles glissantes ou des crochets pointus. C'est une bataille qui oppose les intérêts reproductifs des mâles et des femelles, le sexe perdant faisant évoluer les adaptations pour contrecarrer les stratégies du gagnant. Cette surenchère sexuelle pourrait-elle aboutir à la création de nouvelles espèces ? C'est une hypothèse de longue date qui permettrait d'expliquer comment les papillons sont devenus si divers. Mais elle s'est avérée difficile à vérifier. Ana Paula dos Santos de Carvalho, doctorante au laboratoire Kawahara du Musée d'histoire naturelle de Floride, a abordé la question dans le cadre d'une étude sur les bouchons d'accouplement des papillons à pieds en brosse. Elle a retracé l'évolution de ce trait et analysé la vitesse à laquelle de nouvelles espèces sont apparues dans la tribu Acraeini, un groupe d'environ 300 espèces. De façon inattendue, les lignées avec et sans bouchons de reproduction ont évolué au même rythme, ce qui suggère que d'autres facteurs tels que l'habitat peuvent être responsables de la diversité des insectes. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - Les Épingles du n° 193 d'Insectes (2e tr. 2019) "Selon la théorie, le conflit sexuel est source de spéciation. Les mâles et les femelles d’une espèce n’ont pas les mêmes intérêts et l’évolution d’un sexe perturbe le succès reproductif (fitness) de l’autre. Il s’en suit une « course aux armements » - typiquement la femelle cherche à échapper au mâle qui la harcèle - et une diversification qui débouche sur la division de l’espèce. Les preuves expérimentales sont faibles. Une autre théorie prévoit la possibilité que la « guerre des sexes » peut amener à une situation stable pour l’espèce où coexistent des morphes (groupes génétiques) différents.
Elle vient d’être illustrée par une équipe multinationale (Danemark, États-Unis, Suède) à partir de l’observation des individus de 29 populations suédoises de Graphoderus zonatus.
Un des cas très peu nombreux où la coévolution des caractères mâles et femelles se fait sur le mode de l’antagonisme sexuel est celui des Coléoptères Dytiscidés, insectes aquatiques carnassiers.
Chez beaucoup d’entre eux, les mâles possèdent des dispositifs d’accrochage – des disques adhésifs – qui leur permettent de se tenir sur le dos de la femelle tout le temps de la copulation. Les 3 articles basaux des tarses de leurs pattes antérieures sont soudés, élargis et munis de soies adhésives disposées en 3 disques.
La population de G. zonatus se partage en deux morphes, dont l’importance numérique fluctue. Aux femelles aux élytres lisses correspondent des mâles aux disques adhésifs adaptés ; celles qui ont les élytres granuleux accueillent des mâles aux « ventouses » modifiées. Dans les deux cas, le coït (qui n’est précédé par aucun rituel de cour) peut durer des heures et fait souffrir la femelle.
Quand un morphe domine numériquement, les femelles sont exténuées par les mâles adaptés et les femelles de l’autre groupe prennent l’avantage. Et ainsi de suite. La population vit ainsi dans un état quasi-stable car aucun des deux groupes n’en tire d’avantage durable.
Théoriquement, ce polymorphisme pourrait déboucher sur la séparation en 2 espèces si l’environnement restait parfaitement stable sur une très longue durée."
Article source (gratuit, en anglais)
Les parties génitales mâles évoluent très vite chez les animaux. L'analyse de cette évolution est cruciale pour comprendre le phénomène de spéciation. Or, les gènes impliqués dans les différences génitales entre espèces sont mal connus. Un travail publié dans la revue Current Biology et issu d’une collaboration entre le CNRS, l’Institut Jacques Monod, le Muséum de Paris, le laboratoire EGCE de Gif-sur-Yvette et deux équipes aux Etats-Unis, constitue une première avancée chez les drosophiles. La mutation d'une seule lettre de l'ADN contribue à la fois à la perte d'organes sensoriels sous le phallus et à l'augmentation de taille d'un peigne sexuel localisé sur les pattes. C'est la première fois qu'on observe que l'évolution entre espèces de deux organes peut avoir lieu via une seule mutation. CNRS - Institut écologie et environnement - Actualités de l'institut, 22.10.2018
Des chercheurs français ont défini précisément la "zone grise" à l'intérieur de laquelle des populations d'animaux se différencient peu à peu pour finalement devenir deux espèces distinctes. Par Anne-Sophie Tassart. Sciences et Avenir, 29.12.2016 "La spéciation est un processus complexe et graduel. La séparation d'une espèce en deux distinctes résulte d'une accumulation progressive de mutations dans le génome de deux populations. Ainsi, ces modifications génétiques vont peu à peu réduire la probabilité pour deux individus provenant de chacune de ces populations de se reproduire ensemble et vont également diminuer la fertilité des hybrides, fruits de leur union. Dans une étude parue le 27 décembre 2016 sur le site PLOS Biology, des chercheurs français de l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier ont réussi à définir la "zone grise" dans laquelle deux populations commencent à diverger et au-delà de laquelle on considère que ces deux groupes sont désormais deux espèces distinctes. Selon les résultats de l'étude, cette zone s'étend de 0,5% jusqu'à 2% de divergences moléculaires." (...) [Image] Les populations de Mélitées du plantain (Melitaea cinxia) d'Europe et du Maroc sont entrées dans la "zone grise" : elles commencent à s'isoler génétiquement l'une de l'autre. Crédit : Ardea/Mary Evans/SIPA [L'étude] Shedding Light on the Grey Zone of Speciation along a Continuum of Genomic Divergence - PLOS Biology, 27.12.2016
http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2000234
L’apparition d’une espèce est un évènement rare survenant à la faveur d’une spécialisation écologique ou bien d’un isolement géographique. Sur l’île de Mayotte, où ces deux mécanismes semblent avoir agi de concert sur l’espèce de drosophile D. yakuba, une équipe internationale réunissant des chercheurs du laboratoire Evolution, Génomes, Comportement, Ecologie de Gif-sur-Yvette1, de l’Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité de Paris2 ainsi que deux post-doctorants français travaillant à l’Université de Madison (Wisconsin, Etats-Unis) vient de montrer, dans PNAS, que ces diptères constituent une population atypique. Celle-ci se nourrit en effet exclusivement du fruit d’un arbre tropical très toxique pour les populations de la même espèce vivant en Afrique continentale. En comparant les génomes de mouches provenant de Mayotte avec ceux de spécimens du continent, les scientifiques ont constaté que la population insulaire pouvait être considérée comme une première étape d’une spéciation en marche. CNRS - Institut écologie et environnement - Actualités de l'institut, 26.07.2016 Référence Recurrent Specialization on a Toxic Fruit in an Island Drosophila Population, Amir Yassin, Vincent Debat, Héloïse Bastide, Nelly Gidaszewski, Jean R. David et John E. Pool, publié dans PNAS le 4 avril 2016.
DOI: 10.1073/pnas.1522559113
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles parues dans le n° 177 d'Insectes »
« Les insectes piqueurs-suceurs sont incapables de vivre sans l’apport d’acides aminés essentiels fournis par des symbiontes internes. Les cigales hébergent deux bactéries, Sulcia et Hodgkinia (Candidatus Hodgkinia cicadicola de son nom complet), objets des travaux de John McCutcheon et son équipe à l’université du Montana (États-Unis).
Parmi les insectes piqueurs-suceurs, les cigales se distinguent par une durée de vie très longue, de 2 ans au minimum jusqu’à 13 et17 ans pour les cigales périodiques nord-américaines. Des conditions particulières pour leurs symbiontes. »
« Ayant découvert que Hodgkinia s’était dédoublée en 2 espèces nouvelles, les chercheurs ont postulé que chez les espèces les plus longévives, cette bactérie avait eu l’occasion (depuis 10 millions d’années) de donner naissance à plusieurs espèces. Examinant (par séquençage des gènes) le bactériome de Magicicada tredecim, ce sont des douzaines d’espèces nouvelles, génétiquement bien séparées, qu’ils ont trouvées : une « extravagante complexité ».
De son côté, Sulcia est restée unique, sans doute à cause d’un taux de mutation très bas. »
« Pour John McCutcheon, il s’agit là d’un cas d’évolution qui n’est pas une adaptation et les cigales affrontent un problème délicat. En effet la fonction initiale de H. cicadicola – la fourniture d’acides aminés -, est désormais répartie entre une foule d’espèces et chacune est indispensable. On doit se demander comment la cigale arrivera à gérer une symbiose à d’aussi nombreux partenaires. »
« Ces travaux ne concernent pas seulement l’entomologie : ce qui se passe dans les cigales devrait permettre de comprendre l’histoire des organelles, comme les mitochondries, résultats d’une très ancienne symbiose. »
Étude publiée dans PNAS sous le titre « Genome expansion via lineage splitting and genome reduction in the cicada endosymbiont Hodgkinia », en ligne gratuitement.
[Image] Sympatric Speciation in a Bacterial Endosymbiont Results in Two Genomes with the Functionality of One: Cell
http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01037-X?mobileUi=0
Agence Science-Presse. « Exemple banal d’évolution : là où il y avait jadis une seule espèce, il y en a aujourd’hui deux, à cause d’une barrière géographique. Exemple beaucoup moins banal : une espèce qui devient deux, sans la moindre barrière... à l’intérieur d’un insecte. »
« C’est ce que décrivent dans la revue Cell les microbiologistes James Van Leuven et John McCutcheon, de l’Université du Montana : une bactérie appelée Hodgkinia qui, alors même qu’elle vit à l’intérieur des cellules d’un insecte, a réussi, sans qu’on comprenne comment, à se « diviser » en une espèce distincte. »
« Les experts connaissaient déjà cela sous la forme d’un « ménage à trois » : deux bactéries, Hodgkinia et Sulcia, vivant en symbiose parfaite avec leur hôte, un insecte de la famille des Cicadidae. Or, ça se complique, puisqu’une analyse génétique a révélé aux chercheurs que la première de ces deux bactéries finissait en réalité par en former deux. Quel avantage évolutif ce « ménage à quatre » leur donne-t-il? Le mystère s’est épaissi. »
[Image] Cicada study discovers two genomes that function as one
http://phys.org/news/2014-08-cicada-genomes-function.html
[L'étude] Sympatric speciation in a bacterial endosymbiont results in two genomes with the functionality of one - Cell
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Sur le même sujet [en anglais] :
→ One Species Becomes Two, Inside an Insect – Phenomena: Not Exactly Rocket Science
http://phenomena.nationalgeographic.com/2014/08/28/one-species-becomes-two-inside-an-insect/
Une étude impliquant des chercheurs de l'Université Simon Fraser (SFU) et publiée dans la revue Science donne de nouvelles informations au niveau du génome sur la façon dont les nouvelles espèces évoluent pour s'adapter à des environnements différents.
Des chercheurs qui étudient un insecte de l'ordre des phasmes (genus Timema) ont démontré que le processus de spéciation se produit en association avec l'utilisation de différentes plantes hôtes. Ils ont montré que les populations divergeaient génétiquement d'une plante à l'autre, selon un processus qu'ils nomment "spéciation parallèle". "La spéciation parallèle est importante car elle est comme la réplication dans une étude scientifique - elle vous indique si un modèle et un processus sont reproductibles, ce qui donne de la crédibilité et de la rigueur statistique aux causes ", explique le Professeur Bernard Crespi de SFU. "De ces résultats, nous pouvons apprendre, de façon plus efficace que dans les systèmes où les processus de spéciation ne se produisent qu'une seule fois, comment les nouvelles espèces apparaissent."
Via Hubert MESSMER
Institut de recherche pour le développement (IRD). « De nouvelles données sur les variations de couleurs de cette espèce invasive arrivée en France il y 10 ans »
« Une collaboration entre des chercheurs du Muséum national d’Histoire naturelle, du Laboratoire Evolution, Génomes et Spéciation (IRD-CNRS) de Gif-sur-Yvette, de l’American Museum of natural History et des chercheurs népalais, chinois et indonésiens a permis de caractériser la diversité génétique et le polymorphisme des populations asiatiques du frelon Vespa velutina , espèce devenue envahissante en France depuis une dizaine d’années. L’étude retrace l'histoire évolutive et géographique des différentes populations et permet d'envisager la manière dont les variations de couleur du frelon résultent d’un ensemble de convergences évolutives. »
Chez le frelon asiatique, la couleur ne fait pas l’espèce (PDF, 199 Ko)
[Références] Perrard A, Arca M, Rome Q, Muller F, Tan J, Bista S, Nugroho H, Baudoin R, Baylac M, Silvain JF, Carpenter J, Villemant C. Geographic variation of melanisation patterns in a hornet species: genetic differences, climatic pressures or aposematic constraints?
PLOS ONE – 16 avril 2014 - http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0094162
La revue Atala publie un numéro spécial consacré à la Biologie Évolutive sous la direction de Louis Allano. Myriam Harry (LEGS) et Tatiana Giraud en collaboration avec Pierre-Henri Gouyon (ESE) ont écrit respectivement les chapitres "Cas d'espèces et espèce de cas : espèces et spéciation" et "Évolution du sexe, évolution des sexes".
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