Qu'est-ce que la dent d'éléphant nous enseigne sur l'évolution

What an elephant’s tooth teaches us about evolution

Pour prouver que le changement évolutif est pas toujours vers le bas pour les gènes, il suffit d'ouvrir la bouche d'un éléphant ...


Propulsé par Guardian.co.ukCet article intitulé “Qu'est-ce que la dent d'éléphant nous enseigne sur l'évolution” a été écrit par Alice Roberts, pour l'observateur le dimanche 31 Janvier 2016 07.00 UTC

Il y a longtemps, peut-être même avant les célèbres brumes du temps, il y avait une grande famille d'animaux qui vivaient en Afrique. L'histoire commence un peu 10 il y a des millions d'années, puis la famille a grandi et étendu. Il y a environ 3.000.000 années, une branche de celui-ci a été renversé dans l'Europe et l'Asie. Comme les animaux déplacés dans de nouveaux territoires, ils se sont adaptés à des climats plus nordiques. Finalement, certains ont traversé le pont de la Béringie, la migration de l'Asie du Nord-est en Amérique du Nord.

Il semble une histoire familière. Certes, cela est tout au sujet de nos ancêtres - les origines africaines du Miocène, avec des fossiles clés apparaissant dans les sédiments anciens au Kenya; une partie de ce groupe colonisant Europe et en Asie; le mars dans le nouveau monde. Mais ce n'est pas l'histoire d'hominidés: des australopithèques, paranthropines et Homo. Ceci est l'histoire des elephantines: des mammouths, Loxodonta et Elephas.

Les caractéristiques les plus frappantes d'éléphants vivant - troncs et défenses - étaient apparus dans leurs ancêtres gomphotheriidae par 20 il y a des millions d'années. Pour un grand animal avec un cou court, le tronc était un développement extrêmement utile, permettant à ces proboscidiens de saisir les feuilles et les amener à la bouche, offrant ainsi un avantage évolutif.

Le développement d'un tronc et la transformation des incisives en défenses ont été accompagnée d'un changement dans la forme du crâne. A l'intérieur de la bouche, les dents ont également été en train de changer. Une courte mâchoire laisse peu de place pour un ensemble complet de molaires, tandis que les dents nécessaires pour être en mesure de maintenir la valeur d'une longue durée de vie d'usure lourde. Evolution a fourni une solution propre à ces deux problèmes. Plutôt que d'avoir un ensemble de prémolaires et molaires entassés dans la bouche en même temps - comme dans la bouche - il y avait juste un seul, grosse dent occupant chaque côté de la mâchoire supérieure et inférieure à tout moment. Comme cette dent portait vers le bas, une autre serait de plus en plus derrière elle, prêt à glisser en place lorsque la dent usée est tombé, fournir à l'animal jusqu'à six ensembles de dents dans une vie.

Vue d'artiste d'une Gomphotherium
Vue d'artiste d'une Gomphotherium, un ancêtre de quatre tusked de l'éléphant, et ses descendants. Photographie: Alamy

Les dents de gomphotheriidae fossiles et les éléphants conservent un signal de leur alimentation. Le rapport des différents isotopes du carbone dans l'émail des dents indique si un individu particulier se concentrait plus sur la navigation sur les feuilles ou manger de l'herbe. Les prairies de l'Afrique ont commencé à se propager partout 10 il y a des millions d'années et l'analyse des isotopes révèle que fin gomphotheriidae et au début des éléphants sont passés à manger principalement l'herbe il y a environ huit millions d'années. Dans les éléphants, ce commutateur se reflète dans un autre changement à leurs dents à mâcher, qui est devenu trois fois plus grand, avec une prolifération des crêtes d'émail. Mais ceux-ci adaptations à un régime abrasif apparu il y a environ 5.000.000 années, trois millions d'années après que l'interrupteur à partir de feuilles souples d'herbes difficiles. Avec le degré de résolution que nous pouvons accomplir en regardant loin dans le passé, il est souvent difficile de savoir ce qui est venu en premier - un changement de comportement ou de l'anatomie. Mais dans ce cas, il est très clair: les modifications apportées aux dents décalées millions d'années après le changement de régime alimentaire.

Dans nos récits évolutifs, l'organisme lui-même semble souvent jouer un rôle passif: une victime impuissante, presque, des changements apportés à son environnement ou des mutations dans ses gènes. Mais l'histoire de la dent de l'éléphant est quelque peu différente, un changement de comportement précède clairement un changement dans l'anatomie (et les instructions génétiques sous-jacentes pour le développement des dents). Peut-être que nous ne devrions pas être surpris par cette: plasticité développementale signifie que la forme finale du corps d'un animal est déterminée non seulement par l'ADN, mais aussi par des facteurs externes. Et les animaux sont plus flexibles dans la manière dont ils interagissent avec leur environnement que nous supposons parfois. Comme les éléphants montrent, la source de la nouveauté dans l'évolution peut provenir de comportement plutôt que des gènes.

Les dents dans un crâne d'éléphant d'Afrique.
Les dents dans un crâne d'éléphant d'Afrique. Photographie: Images de l'Afrique Photobank / Alamy

Il est tout à fait possible que ce type de changement, originaires d'un changement de comportement, joué un rôle important dans l'évolution humaine. Il y a environ 2.000.000 années, il y avait un grand changement dans la forme du corps loin des jambes courtes, qui apparaît d'abord dans l'homo erectus. Il est probable que la plupart des nouvelles caractéristiques anatomiques, de plus longues jambes aux muscles fessiers agrandies et trapues tendon d'Achille, sont liées à une efficacité accrue dans la course. Si un groupe d'humains a commencé à courir régulièrement, peut-être leur permettant de chasser ou de piéger plus efficacement, changements anatomiques suivront, en particulier parmi les jeunes encore en développement. Une fois que la course est devenue une partie importante du comportement, toutes les mutations qui ont amélioré ce seraient favorisés. Mais la véritable source de la nouveauté, peut-être, était que le changement de comportement et non une mutation génétique.

Les grands proboscidiens qui parcouraient les paysages africains où nos ancêtres ont évolué nous rappeler que la nouveauté de l'évolution ne provient pas toujours dans les gènes.

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