Des scientifiques de l'Institut Max Planck de Plön ont montré que les structures de population qui renforcent l'effet de la sélection ne conduisent pas nécessairement à une meilleure forme physique. Au lieu de cela, il est crucial pour maximiser la forme physique que les mutations nuisibles soient empêchées de s'établir.

La théorie des graphes évolutifs - une branche de la biologie théorique - étudie comment la structure de la population peut influencer la probabilité qu'un mutant prenne le contrôle ("fixe") d'une population et combien de temps cela prend généralement. Dans le passé, le cas d'un seul individu muté était toujours considéré. Dans les systèmes en constante évolution, cependant, de nouvelles mutations se produisent tout le temps.

En règle générale, cependant, ceux-ci ne se produisent nulle part, mais plutôt de plus en plus là où les individus se reproduisent. À long terme, ces modèles supposent alors un état d'équilibre dans lequel la forme physique ne change plus en moyenne.

Intuitivement, on a supposé jusqu'à présent que les activateurs de sélection augmentent la fitness moyenne de la population dans cet équilibre et que les suppresseurs de sélection diminuent la fitness moyenne de la population dans cet équilibre. Cependant, Nikhil Sharma et Arne Traulsen du Département de théorie de l'évolution de l'Institut Max Planck de biologie évolutive de Plön, en Allemagne, ont pu montrer qu'un autre groupe de graphiques, les soi-disant suppresseurs de fixation, peut atteindre la forme physique moyenne la plus élevée. de la population.

La principale raison en est leur capacité à empêcher efficacement la fixation de mutants nuisibles. "Cela met en évidence l'importance des mutants nuisibles pour la dynamique évolutive à long terme, qui a été négligée dans la littérature", déclare Nikhil Sharma.

L'influence de la structure spatiale

La structure spatiale peut influencer de manière significative la dynamique évolutive. Mais traditionnellement, cela a porté sur des structures de population régulières, qui n'ont aucune influence sur les probabilités de fixation. Ces dernières années, cependant, les structures non régulières se sont avérées avoir des influences très complexes sur les probabilités et les temps de fixation.

Normalement, ces dynamiques sont étudiées en examinant le processus de fixation d'une seule mutation à un locus choisi au hasard, ce qui nous permet de classer les structures qui amplifient l'effet de sélection. Le nouveau modèle montre que le processus de fixation de mutations uniques dans une dynamique évolutive à long terme est caractérisé par un équilibre entre la mutation, la sélection et les processus aléatoires.

Le but de ces modèles abstraits est de comprendre le rôle de la structure de la population sur les processus évolutifs. Théoriquement, la biotechnologie pourrait exploiter de telles structures pour rendre les systèmes robustes contre les mutations ou pour sélectionner des mutations avantageuses.

La recherche a été publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences . + Explorer plus loin

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