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Explosions évolutionnaires et la mèche phylogénétique
Résumé de la review :
La première tentative pour décrire les schémas de spéciation à partir des enregistrements fossiles dans Tempo and Mode of Evolution par G.G. Simpson. L'un des motifs identifié est une explosion évolutionnaire rapide, précédé dans certains cas par une histoire étendue mais obscure du groupe d'organismes en question qui s'est diversifiée de manière prolifique. Bien que les enregistrements fossiles soutiennent cette théorie de périodes spéciales de créativité phylogénétique, aucun mécanisme expliquant la vitesse rapide d'évolution morphologique n'a été proposé. Plus récemment des arbres basés sur une combinaison de morphologie et de séquences moléculaires ont montré des cases d'absence dans l'enregistrement fossile: par exemple les diplopodes sont souvent placés aux niveaux des premiers nœuds dans l'évolution des arthropodes alors que leurs enregistrements fossiles commencent 100 millions d'années après les autres groupes d'arthropodes. Si les enregistrements de ces groupes sont déficients, pourquoi partir du principe qu'ils sont complets pour les autres groupes, et plus particulièrement pour les groupes moins enclins à fossilisation? Il est nécessaire de faire un test des dates de divergence des principaux groupes qui ne se base pas seulement sur les enregistrements fossiles.
Les dates de divergence basées sur les données moléculaires sont généralement plus anciennes car elles estiment les points auxquels les mélanges génétiques s'arrêtent alors que les fossiles enregistrent les moments où une espèce a développé des caractéristiques propres et a été fossilisé. Les dates clés de divergence, en utilisant des gènes, points de calibration et méthodes différents, sont similaires et indiquent que les phases d'évolutions explosives sont en général précédées de périodes d'innovation cachée.
Le début du Cambrien marque l'apparition de nombreuses classes du règne animal dans les enregistrements fossiles. Ces divergences, nécessitant un certain nombre d'étapes majeures d'évolution séquentielle, impliquent une diversification pré-Cambrienne dont les fossiles n'ont retenu aucune trace. Cette diversification a dû être une période d'activité évolutionnaire particulièrement accélérée si l'on estime que l'absence de fossiles correspond à une absence de ces espèces. Un certain nombre d'études moléculaires montrent que la radiation a commencé bien avant le Cambrien et que cela s'explique par le fait que les précurseurs des animaux du Cambrien aient été des animaux de petite taille et qu'ils n'aient donc laissé aucune trace dans l'enregistrement fossile (comme les copépodes ou nématodes).
Des découvertes de fossiles semblent dater la diversification des mammifères et des oiseaux au Crétacé et les analyses phylogénétique indique que plusieurs groupes dérivés (pingouins, baleines, ...) aient déjà été présents et répartis bio géographiquement au début du Paléogène. Cela indiquerait donc une diversification des mammifères placentaires au cours du Crétacé. L'absence d'enregistrement fossile est possiblement lié, pour les premières différenciation, à une absence de synapomorphies permettant de différencier morphologiquement les espèces. En plus de cela, l'enregistrement fossile du Crétacé est pauvre et peu à même de contenir des animaux de petites tailles avec des os fragiles, surtout s'ils étaient peu communs sur une large zone géographique.
La plupart des explosions évolutionnaires que l'on voit dans les enregistrements fossiles sont précédées par une longue et obscure phase d'innovation structurale qui peut être détecté dans le génome. Il semble donc que le concept d'évolution explosive résulte d'une phase de diversification phylogénétique obscure (ou mèche phylogénétique) suivie d'une radiation adaptative.
Ce que cette review apporte au débat :
Cette review soutient le modèle "Long Fuse" avec une diversification inter-ordinale ayant eu lieu au Crétacé, et que la radiation intra-ordinale ait eu lieu au Paléogène.
Remarques sur la review :
Lee (1998) a réanalysé le jeu de données, et trouvé des dates de divergence plus récentes que Cooper. Néanmoins, il resterait une période non négligeable entre son estimation (600-670 Ma) et le début de l'explosion cambrienne (550 Ma) durant laquelle une evolution cryptique ait pu avoir lieu, non documentée dans le registre fossile. Il semblerait que l'évolution des séquences moléculaires et de la morphologie soient liées. Ceci rend peu probable les différences astronomiques entre les estimations des moments de divergence de certains groupes d'organismes (données moléculaires vs données fossiles). Il indique que les larges différences génétiques entre les différents groupes de mammifères seraient plutôt dues à une accéleration du taux de substitution avant les premières traces morphologiques dans le registre fossile, plutôt qu'à une très longue évolution avec de faibles taux. La prise en compte des taux variables pourrait aider à diminuer ces surestimations, sans les supprimer totalement.
Publiée il y a plus de 7 ans
par
A. Stahl et I. Voet.
Dernière modification il y a plus de 6 ans.
Explosions évolutionnaires et la mèche phylogénétique
Résumé de la review :
La première tentative pour décrire les schémas de spéciation à partir des enregistrements fossiles dans Tempo and Mode of Evolution par G.G. Simpson. L'un des motifs identifié est une explosion évolutionnaire rapide, précédé dans certains cas par une histoire étendue mais obscure du groupe d'organismes en question qui s'est diversifiée de manière prolifique. Bien que les enregistrements fossiles soutiennent cette théorie de périodes spéciales de créativité phylogénétique, aucun mécanisme expliquant la vitesse rapide d'évolution morphologique n'a été proposé. Plus récemment des arbres basés sur une combinaison de morphologie et de séquences moléculaires ont montré des cases d'absence dans l'enregistrement fossile: par exemple les diplopodes sont souvent placés aux niveaux des premiers nœuds dans l'évolution des arthropodes alors que leurs enregistrements fossiles commencent 100 millions d'années après les autres groupes d'arthropodes. Si les enregistrements de ces groupes sont déficients, pourquoi partir du principe qu'ils sont complets pour les autres groupes, et plus particulièrement pour les groupes moins enclins à fossilisation? Il est nécessaire de faire un test des dates de divergence des principaux groupes qui ne se base pas seulement sur les enregistrements fossiles.
Les dates de divergence basées sur les données moléculaires sont généralement plus anciennes car elles estiment les points auxquels les mélanges génétiques s'arrêtent alors que les fossiles enregistrent les moments où une espèce a développé des caractéristiques propres et a été fossilisé. Les dates clés de divergence, en utilisant des gènes, points de calibration et méthodes différents, sont similaires et indiquent que les phases d'évolutions explosives sont en général précédées de périodes d'innovation cachée.
Le début du Cambrien marque l'apparition de nombreuses classes du règne animal dans les enregistrements fossiles. Ces divergences, nécessitant un certain nombre d'étapes majeures d'évolution séquentielle, impliquent une diversification pré-Cambrienne dont les fossiles n'ont retenu aucune trace. Cette diversification a dû être une période d'activité évolutionnaire particulièrement accélérée si l'on estime que l'absence de fossiles correspond à une absence de ces espèces. Un certain nombre d'études moléculaires montrent que la radiation a commencé bien avant le Cambrien et que cela s'explique par le fait que les précurseurs des animaux du Cambrien aient été des animaux de petite taille et qu'ils n'aient donc laissé aucune trace dans l'enregistrement fossile (comme les copépodes ou nématodes).
Des découvertes de fossiles semblent dater la diversification des mammifères et des oiseaux au Crétacé et les analyses phylogénétique indique que plusieurs groupes dérivés (pingouins, baleines, ...) aient déjà été présents et répartis bio géographiquement au début du Paléogène. Cela indiquerait donc une diversification des mammifères placentaires au cours du Crétacé. L'absence d'enregistrement fossile est possiblement lié, pour les premières différenciation, à une absence de synapomorphies permettant de différencier morphologiquement les espèces. En plus de cela, l'enregistrement fossile du Crétacé est pauvre et peu à même de contenir des animaux de petites tailles avec des os fragiles, surtout s'ils étaient peu communs sur une large zone géographique.
La plupart des explosions évolutionnaires que l'on voit dans les enregistrements fossiles sont précédées par une longue et obscure phase d'innovation structurale qui peut être détecté dans le génome. Il semble donc que le concept d'évolution explosive résulte d'une phase de diversification phylogénétique obscure (ou mèche phylogénétique) suivie d'une radiation adaptative.
Cette review soutient le modèle "Long Fuse" avec une diversification inter-ordinale ayant eu lieu au Crétacé, et que la radiation intra-ordinale ait eu lieu au Paléogène.
Lee (1998) a réanalysé le jeu de données, et trouvé des dates de divergence plus récentes que Cooper. Néanmoins, il resterait une période non négligeable entre son estimation (600-670 Ma) et le début de l'explosion cambrienne (550 Ma) durant laquelle une evolution cryptique ait pu avoir lieu, non documentée dans le registre fossile. Il semblerait que l'évolution des séquences moléculaires et de la morphologie soient liées. Ceci rend peu probable les différences astronomiques entre les estimations des moments de divergence de certains groupes d'organismes (données moléculaires vs données fossiles). Il indique que les larges différences génétiques entre les différents groupes de mammifères seraient plutôt dues à une accéleration du taux de substitution avant les premières traces morphologiques dans le registre fossile, plutôt qu'à une très longue évolution avec de faibles taux. La prise en compte des taux variables pourrait aider à diminuer ces surestimations, sans les supprimer totalement.
Dernière modification il y a plus de 6 ans.