Une question de longue date de la biologie évolutive est de savoir comment la sélection sexuelle influence la façon dont les génomes entiers se développent. La sélection sexuelle est l’endroit où les individus ayant certains traits ont un succès reproductif plus élevé, conduisant à la propagation de ces traits dans une espèce.
Une étude de moi et de mes collègues du Milner Center for Evolution a révélé un lien significatif entre la différence de taille corporelle entre les hommes et les femmes – connue sous le nom de dimorphisme de taille sexuelle (SSD) – et les changements génétiques chez les mammifères. Ces résultats Fournir de nouvelles informations dans la façon dont la sélection sexuelle façonne la structure et la fonction du génome.
La sélection sexuelle est une puissante force évolutive qui influence les traits de reproduction. Il agit généralement par le choix des partenaires (sélection intersexuelle) et la compétition entre les individus du même sexe (sélection intrasexuelle). Au fil du temps, ces pressions constantes façonnent l’architecture du génome, entraîner une évolution rapide des gènes associé au succès de la reproduction.
Cela peut affecter la voix, la taille du corps, le plumage ou toute autre caractéristique d’une espèce au fil du temps. En fait, de telles pressions peut être derrière une augmentation de la hauteur chez l’homme masculin par rapport aux femmes.
Des travaux récents soulignent comment la sélection sexuelle contribue aux changements dans le plan génétique (génome) et aux gènes activement utilisés (transcriptome).
De nombreux traits sexuellement dimorphes surviennent à travers des différences spécifiques au sexe dans l’expression des gènes. Ce permet un seul génome partagé pour produire des types masculins et féminins distincts.
Les mâles et les femmes diffèrent en taille corporelle est un résultat commun de la sélection sexuelle. Certains exemples sont le sceau d’éléphant du sud (Mirounga Leonina), le furet domestique (Mustela putorius furo) et le sceau de fourrure du nord (Callorhinus ursinus), où les mâles sont plus de 250% plus lourds que les femmes. En revanche, des espèces telles que la chauve-souris natale à long-doig (Miniopterus natalensis), les humains et les wombats (Vombatus ursinus) présentent un SSD plus faible, les mâles pondérant moins de 50% de plus que les femmes.
Une grande différence est souvent en corrélation avec une intense compétition masculine masculine, conduisant à l’évolution des traits qui améliorent le succès de la reproduction, comme une grande stature. Cependant, bien que l’impact de cette différence sur les traits physiques soit bien documenté, son influence sur l’évolution du génome est restée largement inexplorée.
Odeur par rapport à la taille du cerveau
Nous avons analysé des groupes de gènes connexes appelés familles de gènes à travers 124 espèces de mammifères. Notre étude fournit des preuves convaincantes que le SSD est associé à des changements majeurs dans la taille de ces familles.
Plus précisément, les espèces avec un SSD élevé ont une expansion de familles de gènes liées à l’odorat. Dans le même temps, leurs familles de gènes liées au développement du cerveau ont tendance à se contracter.
Cela suggère que chez les espèces ayant une forte concurrence masculine, l’investissement dans des traits qui facilitent le succès de la reproduction, tels que les indices olfactifs pour la reconnaissance des partenaires, est prioritaire sur le développement cognitif.
Inversement, les espèces à faible SSD présentent une expansion des familles de gènes liées au cerveau. Ce modèle suggère que dans ces mammifères, la sélection naturelle peut favoriser les capacités cognitives et les comportements sociaux complexes plutôt que par des traits entraînés par la concurrence sexuelle.
Les conflits sexuels, où la sélection agit dans des directions opposées chez les hommes et les femmes, joue un rôle important dans l’évolution du génome. Cela peut impliquer des mâles qui évoluent des couleurs plus lumineuses et des caractéristiques exceptionnelles, comme on le voit dans les paons (Pavo cristatus) et les guppies (Poecilia réticulata). Bien que ces traits renforcent le succès des hommes en attirant les femmes, elles pourraient également augmenter le risque d’être repérés par les prédateurs.
De nombreuses différences de sexe surviennent en raison de la sélection agissant différemment sur le matériel génétique partagé, créant une tension évolutive. Cela peut conduire à l’expression des gènes biaisés par le sexe, permettant aux gènes de fonctionner différemment chez les hommes et les femmes. C’est le cas pour les gènes contrôlant la coloration lumineuse dans les guppies, par exemple.
Des études ont suggéré que les gènes sous une forte sélection sexuelle ont tendance à évoluer rapidementen particulier ceux associés à des traits reproductifs masculins, tels que la taille du corps ou la couleur. De plus, les caractéristiques génomiques, telles que la duplication des gènes, peuvent aider l’évolution des traits spécifiques au sexe, aidant à atténuer les conflits entre les sexes.
Nos résultats soutiennent ces idées en démontrant que le SSD influence l’évolution de la famille des gènes, façonnant les voies moléculaires essentielles pour le développement sexuel et cognitif.
Évolutionnaire et prise
La sélection sexuelle n’agit pas isolément. Il interagit avec d’autres forces évolutives, telles que la sélection naturelle et les pressions écologiques, pour façonner la diversité. Par exemple, une plus grande taille corporelle chez les hommes peut conférer des avantages en compétition physique. Mais ça peut augmenter également les demandes métaboliques et le risque d’être pris par des prédateurs.
De même, de grands cerveaux et des structures sociales complexes peuvent être favorisées chez les espèces où les capacités cognitives jouent un rôle dans le succès de la reproduction, comme les humains. Mais cela arrive au Coût du développement plus lent et une plus grande dépense énergétique.
Cette interaction entre la sélection sexuelle et d’autres pressions évolutives met en évidence la complexité de l’évolution du génome. Les traits qui offrent des avantages de reproduction peuvent ne pas toujours s’aligner sur ceux qui améliorent la survie. Cela conduit à des situations de don qui façonnent la diversité des espèces au fil du temps.
En examinant les fondements génétiques de SSD, notre étude fournit de nouvelles perspectives sur la façon dont ces situations se déroulent au niveau moléculaire. Nos résultats affinent finalement notre compréhension de la façon dont la sélection sexuelle influence l’évolution du génome parmi les mammifères.
Les recherches futures devraient explorer en profondeur comment ces changements génomiques influencent le comportement et les capacités cognitives chez différentes espèces. Ces résultats ouvriront de nouvelles voies passionnantes pour la recherche, contribuant à répondre aux questions fondamentales sur la façon dont l’évolution façonne la biodiversité au niveau génétique.
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