Le modèle, décrit dans une étude récente publiée dans la revue Nature Communications, suggère que des transitions majeures dans l'évolution se produisent lorsque les populations subissent des périodes de divergence génétique rapide, suivies de périodes de stase génétique. Ces périodes de divergence et de stase sont provoquées par des fluctuations de la taille de la population, elles-mêmes influencées par divers facteurs environnementaux.
"Notre modèle fournit un cadre théorique pour comprendre comment les principaux groupes évolutifs apparaissent", a déclaré l'auteur principal de l'étude, le Dr Daniel W. McShea, professeur d'écologie et d'évolution à l'Illinois. "C'est une nouvelle façon de penser le rôle de la diversité génétique dans la promotion de l'innovation évolutive et la génération de nouvelles formes de vie."
L’une des principales conclusions du modèle est que les périodes de divergence génétique sont plus susceptibles de se produire dans des populations plus petites. En effet, les populations plus petites sont plus sensibles aux effets de la dérive génétique, qui est une fluctuation aléatoire de la fréquence des gènes dans une population. La dérive génétique peut entraîner une fixation plus rapide de mutations bénéfiques dans des populations plus petites, conduisant à une évolution plus rapide.
En revanche, les périodes de stase génétique sont plus susceptibles de se produire dans des populations plus importantes. En effet, les populations plus grandes sont plus susceptibles d’avoir un niveau plus élevé de diversité génétique, ce qui protège contre les effets de la dérive génétique. Une diversité génétique plus élevée peut également permettre l’accumulation de variantes génétiques susceptibles de conférer des avantages en matière de condition physique à l’avenir, ouvrant la voie à des périodes de divergence ultérieures.
Le modèle suggère également que les fluctuations environnementales peuvent jouer un rôle dans le déclenchement de transitions évolutives majeures. Par exemple, une augmentation soudaine de la disponibilité d’une nouvelle ressource ou un changement climatique pourrait entraîner une division rapide d’une population en de nouveaux groupes adaptés aux nouvelles conditions.
"L'interaction dynamique entre la diversité génétique des populations et les fluctuations environnementales est un moteur essentiel de l'innovation et de la diversification évolutives", a déclaré McShea. "Notre modèle offre une nouvelle façon de comprendre cette interaction et d'explorer les mécanismes qui façonnent le cours de l'évolution sur de longues échelles de temps."
Les chercheurs espèrent que leur modèle inspirera d’autres études théoriques et empiriques pour étudier le rôle de la diversité génétique et des fluctuations environnementales dans le processus d’évolution. En comprenant mieux les facteurs qui contribuent aux transitions évolutives majeures, les scientifiques peuvent acquérir de nouvelles connaissances sur l’histoire de la vie sur Terre et sur le potentiel de changements évolutifs futurs.
