HÉTÉROCHRONIES: PERAMORPHOSE ET PODORPHOSE (AVEC EXEMPLES) - LA BIOLOGIE - 2025

Les hétérochronies sont un ensemble de changements morphologiques - cruciaux dans la macroévolution - des changements qui se produisent ou des arrangements sur la vitesse et le moment du développement. Ils sont classés en deux grandes familles: la podorphose et la peramorphose.

La première, la podorphose, fait référence à la rétention de l'apparence juvénile par l'adulte, si on les compare avec les espèces ancêtres. En revanche, dans la peramorphose (également connue sous le nom de récapitulation), les adultes présentent des caractéristiques exagérées chez les espèces descendantes.

Source: Moi, Drow mâle

Chacune de ces familles d'hétérochronies a à son tour trois mécanismes qui expliquent l'existence des schémas précités. Pour la podorphose, il s'agit de la progénèse, de la néoténie et du post-déplacement, tandis que les mécanismes de la peramorphose sont l'hypermorphose, l'accélération et le pré-déplacement.

Actuellement, comprendre la relation entre les schémas de développement et l'évolution est l'un des objectifs les plus ambitieux des biologistes et c'est pourquoi la discipline «evo-devo» est née. Les hétérochronies sont un concept clé dans cette branche.

Que sont les hétérochronies?

Traditionnellement, on parle généralement de deux niveaux de changements dans la biologie évolutive, la microévolution et la macroévolution. Le premier est largement étudié et cherche à comprendre les changements qui se produisent dans les fréquences alléliques des membres d'une population.

En revanche, la macroévolution en fonction du taux de change implique l'accumulation de changements au niveau microévolutionnaire qui conduisent à la diversification. Le célèbre paléontologue et biologiste évolutionniste SJ Gould souligne deux manières principales par lesquelles un changement macroévolutionnaire peut se produire: l'innovation et les hétérochronies.

Les hétérochronies sont tout cet ensemble de variations qui se produisent au cours du développement ontogénétique d'un individu, en termes de temps d'apparition d'un personnage ou de vitesse de sa formation. Ce changement ontogénétique a des conséquences phylogénétiques.

À la lumière de la biologie évolutive, les hétérochronies servent à expliquer un large éventail de phénomènes et fonctionnent comme un concept qui unifie un modèle pour expliquer la diversité avec des phénomènes liés au développement.

Aujourd'hui, le concept a gagné en popularité et les chercheurs l'appliquent à différents niveaux - il ne comprend plus exclusivement la morphologie - y compris les niveaux cellulaires et moléculaires.

À quel niveau se produisent les hétérochronies?

La comparaison établie dans les hétérochronies se fait à partir des descendants par rapport à leurs ancêtres. En d'autres termes, les descendants d'un groupe sont comparés au groupe extérieur. Ce phénomène peut se produire à différents niveaux - appelez-le une population ou une espèce.

Par exemple, nous sommes conscients que dans nos populations, tous les phénomènes développementaux ne se produisent pas en même temps chez tous les individus: l'âge du changement de dents n'est pas homogène dans la population, et l'âge des premières règles non plus chez les filles.

Un facteur clé est le délai utilisé dans l'étude. Il est recommandé qu'il s'agisse d'une étude temporairement limitée d'un groupe étroitement lié.

Inversement, les comparaisons à des niveaux plus élevés (phyla, par exemple) utilisant un échantillonnage approximatif de périodes de temps, seront soulignées et révéleront des modèles de différences notés qui ne peuvent pas être utilisés pour déduire des processus.

Comment sont-ils étudiés?

Le moyen le plus simple et le plus rapide de repérer les événements évolutionnaires potentiels qui peuvent être expliqués par les hétérochronies est d'observer et d'analyser les archives fossiles. L'idée de cette procédure est de pouvoir reconnaître les changements survenus en termes de taille et d'âge.

Du point de vue des paléontologues, les hétérochronies sont des processus clés pour comprendre l'évolution d'un certain groupe et pouvoir retracer les relations phylogénétiques entre eux.

Processus ontogénétiques qui affectent le taux de croissance

Pédormofose

La podorphose se produit lorsque les formes adultes présentent des caractéristiques ou des caractéristiques typiques des juvéniles.

Il y a trois événements qui peuvent conduire à une podorphose. Le premier est la progénèse, où le temps de formation du trait est raccourci, généralement causé par l'avancement de la maturité sexuelle.

La néothéonie, par contre, réduit le taux de changement dans le développement ontogénétique. Par conséquent, les caractéristiques juvéniles sont conservées chez l'adulte. Enfin, le post-déplacement implique le développement d'un trait d'apparition tardive.

Péramorphose

La péramorphose est une exagération ou une extension d'une certaine morphologie de l'individu adulte, par rapport à son ancêtre.

Comme dans la podorphose, la peramorphose peut être expliquée par trois événements. L'hypermorphose englobe un retard dans l'âge de la maturité, de sorte que le corps grandit jusqu'à ce que la maturité arrive. Ce processus représente une extension du processus ontogénétique.

L'accélération fait référence à l'augmentation des taux de change. Contrairement au cas précédent, en accélération, l'âge de la maturité sexuelle est le même pour les ancêtres et les descendants. Enfin, le pré-déplacement fait référence au début le plus précoce de l'apparition d'un élément.

Chez les vertébrés, la peramorphose semble être davantage un modèle théorique qu'un événement qui se produit dans la réalité. Les données sont rares et dans des cas très spécifiques du processus.

Exemples

Hétérochronies dans le développement de

Les hétérochronies peuvent également être étudiées au niveau moléculaire et il existe différentes méthodologies pour mener à bien ces investigations.

Par exemple, Kim et al. (2000) ont cherché à comprendre les hétérochronies au début du développement de différentes espèces de drosophiles - appelées mouches des fruits.

Les résultats suggèrent que dans les trois espèces évaluées (D. melanogaster, D. simulans et D. pseudoobscura) il y a un déplacement temporel de la trajectoire ontogénétique dans les premiers stades de développement. D. simulans a montré des modèles d'expression plus anciens, suivis de D. melanogaster et se terminant par et D. pseudoobscura.

Les échelles de temps dans lesquelles l'expression des gènes variait d'une espèce à l'autre étaient inférieures à une demi-heure. Les auteurs émettent l'hypothèse qu'il existe des interactions épigénétiques entre l'expression des gènes étudiés et la synchronisation du cycle cellulaire qui conduisent à des différences morphologiques existantes entre les espèces.

Salamandres

Les salamandres sont l'exemple classique de néoténie, en particulier l'espèce Ambystoma mexicanum. Les formes adultes de cette espèce présentent leurs branchies caractéristiques, typiques des stades juvéniles.

Humains

On suppose que la morphologie des humains est le produit d'un événement de néoténie. Si nous comparons les structures de notre crâne, par exemple, nous trouverons plus de similitudes avec une forme juvénile de notre ancêtre simien qu'avec les variations adultes.

Références

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