Une nouvelle étude aide à expliquer la Diversité de la Vie et aussi le « Paradoxe du Sexe »
Il existe des différences significatives dans le nombre d’espèces parmi les principales branches de l’arbre de vie. Certaines équipes d’organismes ont de nombreux types, tandis que d’autres en ont quelques-uns. Par exemple, les animaux, les plantes et les champignons ont chacun plus de 100 000 variétés bien connues, mais la plupart des autres, comme de nombreuses équipes d’algues et de bactéries, en ont 10 000 ou moins.
Une toute nouvelle recherche dirigée par le Collège of Arizona, publiée dans les Procédures of the Royal Culture B, a vérifié si la reproduction sexuée et la multicellularité pourrait aider à discuter de ce modèle mystérieux.
“Nous voulions comprendre la variété de la vie”, a déclaré le co-auteur de l’article, John Wiens, professeur à la Division d’écologie et de biologie évolutive. « Pourquoi la plupart des êtres vivants sont-ils des animaux de compagnie, des plantes ainsi que des champignons?»
Pour résoudre ce problème, Wiens a eu affaire à un chercheur invité dans son laboratoire, Lian Chen, de l’Université forestière de Nanjing en Chine. Ils ont approximé les taux de variétés se propageant dans 17 équipes principales qui couvraient tous les organismes vivants, comprenant des bactéries, des protistes, des champignons, des plantes et des animaux de compagnie. Le défi consistait à approximer le nombre de types dans chaque équipe qui étaient multicellulaires par rapport à unicellulaires et le nombre de répliqués sexuellement par rapport à asexuellement. Pendant cinq ans, Chen a trié plus de 1 100 documents cliniques et caractérisés les modes de reproduction et la cellularité de plus de 1,5 million de types.
Ils ont découvert que la multicellularité et la reproduction sexuée aidaient à discuter de l’expansion rapide des types animal, végétal et fongique. La prolifération rapide de ces trois équipes explique pourquoi elles se composent actuellement de plus de 90 % des variétés reconnues de Planet.
Le duo a également découvert que la prolifération rapide des espèces sexuelles peut aider à décrire le « paradoxe du sexe ». Le mystère est pourquoi beaucoup de types se reproduisent sexuellement, malgré les inconvénients de la reproduction sexuée.
” Pour les variétés liées au sexe, seulement la moitié des individus sont des enfants hétérosexuels. Dans un type non sexuel, chaque individu crée directement des enfants », a déclaré Wiens. « La reproduction sexuelle n’est pas aussi fiable. Un autre inconvénient de la reproduction sexuée est que vous avez besoin de deux personnes pour que quelque chose choisi se produise, et que ces deux individus doivent être les sexes idéaux. Les espèces non sexuées, en revanche, ont besoin d’un seul individu pour se reproduire.
Chen et Wiens ont trouvé une solution simple au mystère du sexe. Il y a tellement de variétés de sexe liées au sexe parce que beaucoup plus rapidement que les variétés asexuées. Cela n’avait pas été montré tout au long de la vie auparavant.
Ils ont également découvert qu’une explication supplémentaire pour de nombreux types liés au sexe est que la reproduction sexuée et la multicellulaire sont fortement associées à travers l’arbre de vie, ce que la multicellulaire aide à conduire de nombreuses espèces sexuelles.
« La multicellularité est plus cruciale que la fabrication sexuelle. Nous avons effectué une évaluation statistique qui a révélé qu’il est très probablement au moins deux fois plus vital pour expliquer ces modèles de variété que la reproduction sexuée », a déclaré Wiens.
Et aussi, bien que cette recherche à elle seule ne puisse pas déterminer avec précision pourquoi la multicellularité est si cruciale, les scientifiques ont déjà recommandé qu’elle se rapporte à la sélection des types de cellules au sein d’un organisme multicellulaire.
« Si vous êtes une cellule unique, il y a très peu de choix là-bas », a déclaré Wiens. « Cependant, la multicellularité permet diverses cellules ou types de cellules et permet également la diversité. Cependant, la précision avec laquelle cela se traduit par une propagation plus rapide nécessitera davantage d’études de recherche. »
Chen et Wiens ont également testé comment leurs conclusions pourraient transformer si de nombreuses variétés vivantes dans le monde étaient des variétés de microorganismes encore inconnues de la science.
« La plupart des bactéries sont unicellulaires et non sexuelles. Mais comme les germes sont beaucoup plus vieux que les plantes, les animaux et les champignons, ils ne se multiplient pas aussi rapidement, même s’il existe des milliards de variétés microbiennes », a déclaré Wiens. « Par conséquent, la multicellularité et aussi la reproduction sexuée clarifient encore la propagation rapide des animaux, des plantes et des champignons. »
Des travaux futurs seront nécessaires pour comprendre précisément comment la multicellularité et la reproduction sexuée stimulent la biodiversité. Wiens s’intéresse également à la façon dont certaines équipes sont à la fois multicellulaires et dupliquées sexuellement, mais n’augmentent pas rapidement.
« Nous avons des concepts », a-t-il déclaré. « Un exemple est celui des rhodophytes, les algues rouges. Ceux-ci sont principalement marins, et nous comprenons les animaux de compagnie que les équipes aquatiques ne semblent pas augmenter aussi rapidement. »
Publié à l’origine sur Phys.org. Lire l’article original.
Référence: “Multicellularity and sex helped shape the Tree of Life” by Lian Chen and John J. Wiens, 28 July 2021, Proceedings of the Royal Society B.
DOI: 10.1098/rspb.2021.1265
