Qu'est-ce que la biologie évolutive
La biologie évolutionniste est une branche de la biologie qui étudie les processus évolutifs qui ont produit la biodiversité sur Terre, en commençant par le dernier ancêtre universel. Ces processus comprennent la sélection naturelle, l'ascendance commune et la spéciation.
Cette discipline est née de ce que Julian Huxley a appelé la synthèse évolutionniste moderne (des années 1930) à partir de la compréhension de nombreux domaines de la recherche biologique auparavant sans rapport, tels que la génétique, l'écologie, la systématique et la paléontologie.
Les recherches actuelles se sont étendues pour couvrir l'architecture génétique de l'adaptation, l'évolution moléculaire et les diverses forces qui contribuent à l'évolution, notamment la sélection sexuelle, la dérive génétique et la biogéographie. Le nouveau domaine de la biologie évolutive du développement étudie comment l'embryogenèse peut être contrôlée, créant ainsi une synthèse plus large intégrant la biologie du développement aux domaines couverts par la synthèse biologique précédente.
Branches mineures de la biologie évolutive
L’évolution est le concept unificateur central en biologie. La biologie peut être divisée de différentes manières. Une de ces approches se situe au niveau de la hiérarchie biologique, depuis les organismes moléculaires (biologie moléculaire) jusqu'aux organismes cellulaires (biologie cellulaire) et aux organismes très complexes. La méthode la plus ancienne est basée sur le regroupement taxonomique (taxonomie) dans des domaines tels que la zoologie, la botanique et la microbiologie, reflétant ce qui était considéré comme les classifications de base de la vie. La troisième voie passe par les méthodes, telles que la biologie de terrain, la biologie mathématique, l'évolution expérimentale et la paléontologie. Ces manières alternatives de diviser le sujet peuvent être combinées avec la biologie évolutive pour créer des sous-branches telles que l'écologie évolutive et la biologie évolutive du développement.
Récemment, la combinaison des sciences biologiques et des sciences appliquées a conduit à l'émergence de nouvelles branches en tant qu'extensions, telles que la robotique évolutionniste, l'ingénierie évolutionniste, l'algorithme évolutionnaire, l'économie évolutionniste et l'architecture évolutionniste. Les principaux mécanismes d’évolution sont appliqués directement ou indirectement pour produire des conceptions innovantes ou pour résoudre des problèmes qui seraient difficiles à résoudre autrement. Ainsi, la recherche qui en résulte dans ces branches appliquées contribue au progrès, notamment grâce aux efforts de développement dans les domaines de l'informatique et de l'ingénierie comme le génie mécanique.
Histoire de la biologie évolutive
Charles Darwin a proposé l'idée de l'évolution par sélection naturelle en 1859, mais la biologie évolutionniste (en tant que discipline académique indépendante) a émergé lors de la synthèse évolutionniste moderne des années 1930 et 1940. Les universités n’ont commencé à lui consacrer un département que dans les années 1980. Aux États-Unis, de nombreuses universités ont créé de nouveaux départements tels que la biologie moléculaire et cellulaire et la biologie évolutive de l'environnement, remplaçant les départements plus anciens comme la botanique et la zoologie. La paléobiologie est souvent associée aux sciences de la terre.
La microbiologie est également devenue une discipline évolutive maintenant que nous comprenons mieux la physiologie microbienne et la génomique. Les âges de génération des bactéries et des virus tels que les phages nous ont permis d’examiner et d’explorer les questions évolutives.
De nombreux biologistes ont contribué à la formation de cette nouvelle spécialité. Theodosius Dobzhansky et Edmund Henry Ford ont établi un programme de recherche expérimentale, tandis que Ronald Fisher, Sewall Wright et John Scott Holden ont établi un cadre théorique solide. Ernst Mayr en systématique, George Gaylord Simpson en paléontologie et George Lydiard Stoddard en botanique ont contribué à façonner la synthèse moderne, et James Franklin Crowe, Richard Lewontin, Dan Hartle, Marcus Feldman et Brian Charlesworth ont formé une génération de biologistes évolutionnistes.
Thèmes de recherche actuels
Les recherches actuelles en biologie évolutive couvrent de multiples sujets et intègrent des idées issues de domaines aussi divers que la génétique moléculaire et l’informatique.
Initialement, certains domaines de la recherche évolutionniste ont tenté d'expliquer des phénomènes mal compris dans la synthèse évolutionniste moderne. Cela comprenait la spéciation, l'évolution de la reproduction sexuée, l'évolution de la coopération, l'évolution de la sénescence et la phylogénie.
Deuxièmement, les biologistes ont posé la question évolutive la plus directe : « Que s’est-il passé et quand est-ce arrivé ? Cela comprenait des domaines tels que la paléontologie, la systématique et la phylogénétique.
Troisièmement, la synthèse évolutionniste moderne a été inventée à une époque où personne ne comprenait la base moléculaire des gènes. Aujourd'hui, les biologistes évolutionnistes tentent de déterminer l'architecture génétique de phénomènes évolutifs passionnants tels que l'adaptation et la spéciation, en cherchant des réponses à des questions telles que le nombre de gènes impliqués, l'influence de chaque gène, le degré de chevauchement entre les différents gènes, quelle est leur nature. les gènes le font, et quels changements se produisent entre eux (comme une mutation ponctuelle ou une duplication de gène) ou même la polyploïdie. Les scientifiques tentent de concilier la forte héritabilité constatée dans les études sur les jumeaux avec la difficulté de trouver quels gènes sont responsables de cette héritabilité à l'aide d'études de régulation à l'échelle du génome.
L’un des défis de l’étude de l’architecture génétique est que la génétique des populations qui a motivé la synthèse évolutive moderne doit être constamment mise à jour pour prendre en compte les connaissances moléculaires modernes. Il faut beaucoup de sophistication mathématique pour relier les données de séquence d’ADN à la théorie de l’évolution dans le cadre de la théorie de l’évolution moléculaire. Par exemple, les biologistes tentent de déterminer quels gènes sont soumis à une sélection directe en effectuant une analyse sélective.
Quatrièmement, la synthèse évolutionniste moderne implique un accord sur les forces qui contribuent à l’évolution, mais pas sur leur importance relative. Les recherches actuelles tentent de le déterminer. Les forces évolutives comprennent la sélection naturelle, la sélection sexuelle, la dérive génétique, l'associativité, la contrainte évolutive, les biais de mutation et la biogéographie.
Revues scientifiques
Certaines revues scientifiques se spécialisent exclusivement dans la biologie évolutive, comme Evolution and Developmental Biology et BMC Evolutionary Biology. Certaines revues couvrent des sous-disciplines de cette science, telles que Systematic Biology, Molecular Biology and Evolution, et sa revue sœur Genome Biology and Evolution.
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