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Preuve d'une évolution en réponse à la sélection naturelle chez une population humaine contemporaine
Figure :
Tendances temporelles de l’AFR et de la LRS dans la population de femmes Franco-canadiennes entre 1800 et 1939. (Phénotype et BV). Toutes les valeurs sont en années pour l'AFR et en nombre de descendants pour la LSR. Valeurs de BV sur une échelle de latence (Modèle Poisson)
La droite en pointillée correspond à une évolution par drift aléatoire des caractères (RBV). La droite pleine correspond à l'évolution de la PBV des caractères étudiés/observés.
Pour une comparaison visuelle des pentes, l’interception de la tendance des RBV a été fixée à la même valeur que pour la tendance observée (PBV). Ici, on voit que la tendance de la PBV est différente de celle de la RBV. Cette différence est significative statistiquement (pobs, test bilatéral). Cela suggère que la microévolution de ces caractères n'est pas dûe à une évolution aléatoire mais est bien une réponse à une sélection naturelle.
Milo et al., PNAS, 2011
Introduction à l'article :
Si il est souvent admis que les progrès techniques/culturels de l'Homme annihileraient le poids de la sélection naturelle sur son évolution, il semblerait que certaines études prouvent le contraire en mettant en avant une sélection forte sur les sociétés contemporaines : il existerait un différentiel de survie et de reproduction dont les caractères sont transmis génétiquement entre générations.
Cependant, l'étude de l'évolution de l'Homme dans les sociétés contemporaines fait face à de nombreuses difficultés : il manque des données fiables, globales et sur de nombreuses générations. Néanmoins, la solution à ces problèmes serait d'étudier la microévolution de l'Homme, c'est à dire les changements génétiques, issus de la sélection naturelle, conduisant à un changement phénotypique, héritable entre générations. Ces changements seraient visibles à une échelle de temps plus courte (années, décennies) et les jeux de données actuels permettraient d'étudier l'évolution de l'Homme.
Expériences de l'article :
Par microévolution, les auteurs souhaitent démontrer que la sélection naturelle a un impact sur l'évolution de l'Homme contemporain et notamment sur un caractère reproductif : l'âge de la première reproduction (AFR en anglais).
Afin de mettre en place une approche microévolutive de l'évolution de ce trait, les auteurs ont utilisé un modèle bayésien de génétique quantitative permettant de prédire la BV (Breeding Value ou valeur reproductive) d'une population. La BV correspond à l'effet additif d'un gène sur la valeur sélective d'un caractère par rapport à la moyenne de la population ou en d'autres termes, à la variation génétique transmise par les parents à leur descendance. Ainsi, par définition, l'observation d'un changement de BV prévu par la sélection naturelle serait une preuve directe de microévolution en réponse à cette sélection.
Les auteurs ont donc étudié la microévolution de l'AFR d'une population préindustrielle de femmes Franco-canadiennes sur une période totale de 140 ans.
Résultats de l'article :
Cette étude révèle une corrélation forte et négative entre l'AFR et la Lifetime Reproduction Success (LRS: Nombre total de descendants au cours d'une vie) : plus l'AFR est précoce, plus la LRS est importante (Coefficient de régression standardisé : -0,51). On observe d'ailleurs sur la période de l'étude une augmentation de la LRS de 3 à 4 enfants et une diminution de l'AFR de 26 à 22 ans. Par implémentation bayésienne des données dans un modèle d'estimation de l'héritabilité, les auteurs ont montré que l' AFR est un caractère fortement héritable, contrairement à la LRS : respectivement 0,55 contre 0,04.
La microévolution est estimée par comparaison des tendances des BV issus des données utilisées (PBV) à celles des BV théoriques liées à un drift génétique aléatoire (RBV). Leurs tendances sont significativement différentes (p<0,01), confirmant ainsi le poids de la sélection naturelle : les femmes avec un AFR plus jeune sont sélectionnées et les résultats ne sont pas dus à des évènements aléatoires.
Rigueur de l'article :
Même si les auteurs de cet article semblent conscients des biais envisageables de leur prédiction, ceux-ci ne sont pas moins nombreux : les résultats sont obtenus à partir d'un modèle prédictif de microévolution, ce qui ne permet donc pas de certifier la véracité des conclusions biologiques. Néanmoins, les auteurs ont mis en place certaine adaptation des modèles afin de rapprocher les paramètres de ceux-ci au contexte de l'étude.
De plus, les auteurs ont formé différents jeux de données afin d'élargir l'analyse de cette question biologique : les intervalles de temps inhabituels entre les naissances enregistrées ont été soit considérés comme le résultat d'une émigration, et dans ce cas elles ont été exclues des données, soit comme un phénomène biologique et dans ce cas ces intervalles sont prises en compte. Les résultats de ces deux jeux de données sont proches et nous avons décidé d'analyser les résultats qui prennent en compte ces intervalles de temps car ils sont plus francs.
Ce que cet article apporte au débat :
Cet article apporte à notre débat un point essentiel : il semblerait que l'évolution de l'Homme soit possiblement étudiable par une approche de microévolution. Malgré ses limites, ce point nous montre bien que nous pouvons tout de même étudier l'évolution de l'Homme et que notre controverse peut donc être explorée en dehors du champs spéculatifs et théoriques.
Ainsi, même si il est facilement envisageable de penser que les caractères de survies évoluent peu grâce à l'amélioration de la médecine et l'allongement de l'espérance de vie, il semblerait que la sélection naturelle intervienne encore et de façon active sur nos caractères reproducteurs, mais il reste à démontrer cette possible sélection naturelle sur d'autres populations que celle de l'étude (Îles aux Coudres).
Remarques sur l'article :
Les conclusions de cet article sont intéressantes pour notre controverse, mais le contexte de cette étude pose question : les auteurs parlent de société contemporaine, mais l'étude se passe sur la période des années 1800-1939. De plus, dans les sociétés modernes, un contrôle des naissances est ancré dans les mœurs, notamment avec la contraception et avortement. Or, les auteurs explicitent bien qu'aucun contrôle des naissances n'était appliqué sur cette population. Nous pouvons donc nous poser des questions sur la corrélation entre le contexte de cette étude et le contexte moderne : ces conclusions sont-elles applicables à nos sociétés actuelles ? Qu'est ce que une population contemporaine ?
De plus, les modifications de BV révèlent une microévolution par sélection. Etant donné que ce soit sur des caractères reproducteurs, il semble logique de penser que ce soit une sélection naturelle. Mais la possibilité d'une sélection artificielle sur ces caractères n'est pas exclue.
Preuve d'une évolution en réponse à la sélection naturelle chez une population humaine contemporaine
Tendances temporelles de l’AFR et de la LRS dans la population de femmes Franco-canadiennes entre 1800 et 1939. (Phénotype et BV). Toutes les valeurs sont en années pour l'AFR et en nombre de descendants pour la LSR. Valeurs de BV sur une échelle de latence (Modèle Poisson)
La droite en pointillée correspond à une évolution par drift aléatoire des caractères (RBV). La droite pleine correspond à l'évolution de la PBV des caractères étudiés/observés.
Pour une comparaison visuelle des pentes, l’interception de la tendance des RBV a été fixée à la même valeur que pour la tendance observée (PBV). Ici, on voit que la tendance de la PBV est différente de celle de la RBV. Cette différence est significative statistiquement (pobs, test bilatéral). Cela suggère que la microévolution de ces caractères n'est pas dûe à une évolution aléatoire mais est bien une réponse à une sélection naturelle.
Milo et al., PNAS, 2011
Si il est souvent admis que les progrès techniques/culturels de l'Homme annihileraient le poids de la sélection naturelle sur son évolution, il semblerait que certaines études prouvent le contraire en mettant en avant une sélection forte sur les sociétés contemporaines : il existerait un différentiel de survie et de reproduction dont les caractères sont transmis génétiquement entre générations.
Cependant, l'étude de l'évolution de l'Homme dans les sociétés contemporaines fait face à de nombreuses difficultés : il manque des données fiables, globales et sur de nombreuses générations. Néanmoins, la solution à ces problèmes serait d'étudier la microévolution de l'Homme, c'est à dire les changements génétiques, issus de la sélection naturelle, conduisant à un changement phénotypique, héritable entre générations. Ces changements seraient visibles à une échelle de temps plus courte (années, décennies) et les jeux de données actuels permettraient d'étudier l'évolution de l'Homme.
Par microévolution, les auteurs souhaitent démontrer que la sélection naturelle a un impact sur l'évolution de l'Homme contemporain et notamment sur un caractère reproductif : l'âge de la première reproduction (AFR en anglais).
Afin de mettre en place une approche microévolutive de l'évolution de ce trait, les auteurs ont utilisé un modèle bayésien de génétique quantitative permettant de prédire la BV (Breeding Value ou valeur reproductive) d'une population. La BV correspond à l'effet additif d'un gène sur la valeur sélective d'un caractère par rapport à la moyenne de la population ou en d'autres termes, à la variation génétique transmise par les parents à leur descendance. Ainsi, par définition, l'observation d'un changement de BV prévu par la sélection naturelle serait une preuve directe de microévolution en réponse à cette sélection.
Les auteurs ont donc étudié la microévolution de l'AFR d'une population préindustrielle de femmes Franco-canadiennes sur une période totale de 140 ans.
Cette étude révèle une corrélation forte et négative entre l'AFR et la Lifetime Reproduction Success (LRS: Nombre total de descendants au cours d'une vie) : plus l'AFR est précoce, plus la LRS est importante (Coefficient de régression standardisé : -0,51). On observe d'ailleurs sur la période de l'étude une augmentation de la LRS de 3 à 4 enfants et une diminution de l'AFR de 26 à 22 ans. Par implémentation bayésienne des données dans un modèle d'estimation de l'héritabilité, les auteurs ont montré que l' AFR est un caractère fortement héritable, contrairement à la LRS : respectivement 0,55 contre 0,04.
La microévolution est estimée par comparaison des tendances des BV issus des données utilisées (PBV) à celles des BV théoriques liées à un drift génétique aléatoire (RBV). Leurs tendances sont significativement différentes (p<0,01), confirmant ainsi le poids de la sélection naturelle : les femmes avec un AFR plus jeune sont sélectionnées et les résultats ne sont pas dus à des évènements aléatoires.
Même si les auteurs de cet article semblent conscients des biais envisageables de leur prédiction, ceux-ci ne sont pas moins nombreux : les résultats sont obtenus à partir d'un modèle prédictif de microévolution, ce qui ne permet donc pas de certifier la véracité des conclusions biologiques. Néanmoins, les auteurs ont mis en place certaine adaptation des modèles afin de rapprocher les paramètres de ceux-ci au contexte de l'étude.
De plus, les auteurs ont formé différents jeux de données afin d'élargir l'analyse de cette question biologique : les intervalles de temps inhabituels entre les naissances enregistrées ont été soit considérés comme le résultat d'une émigration, et dans ce cas elles ont été exclues des données, soit comme un phénomène biologique et dans ce cas ces intervalles sont prises en compte. Les résultats de ces deux jeux de données sont proches et nous avons décidé d'analyser les résultats qui prennent en compte ces intervalles de temps car ils sont plus francs.
Cet article apporte à notre débat un point essentiel : il semblerait que l'évolution de l'Homme soit possiblement étudiable par une approche de microévolution. Malgré ses limites, ce point nous montre bien que nous pouvons tout de même étudier l'évolution de l'Homme et que notre controverse peut donc être explorée en dehors du champs spéculatifs et théoriques.
Ainsi, même si il est facilement envisageable de penser que les caractères de survies évoluent peu grâce à l'amélioration de la médecine et l'allongement de l'espérance de vie, il semblerait que la sélection naturelle intervienne encore et de façon active sur nos caractères reproducteurs, mais il reste à démontrer cette possible sélection naturelle sur d'autres populations que celle de l'étude (Îles aux Coudres).
Les conclusions de cet article sont intéressantes pour notre controverse, mais le contexte de cette étude pose question : les auteurs parlent de société contemporaine, mais l'étude se passe sur la période des années 1800-1939. De plus, dans les sociétés modernes, un contrôle des naissances est ancré dans les mœurs, notamment avec la contraception et avortement. Or, les auteurs explicitent bien qu'aucun contrôle des naissances n'était appliqué sur cette population. Nous pouvons donc nous poser des questions sur la corrélation entre le contexte de cette étude et le contexte moderne : ces conclusions sont-elles applicables à nos sociétés actuelles ? Qu'est ce que une population contemporaine ?
De plus, les modifications de BV révèlent une microévolution par sélection. Etant donné que ce soit sur des caractères reproducteurs, il semble logique de penser que ce soit une sélection naturelle. Mais la possibilité d'une sélection artificielle sur ces caractères n'est pas exclue.
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