Contrainte et plasticité développementales

Comment le fonctionnement du développement limite les formes qui peuvent évoluer et permet aux organismes de produire différentes formes en réponse à leur environnement.

Definition

La contrainte développementale est une limitation de la variation phénotypique que le développement peut générer, biaisant ou restreignant les directions que l'évolution peut prendre ; la plasticité développementale est la capacité d'un même génotype à produire différents phénotypes en réponse à différentes conditions environnementales pendant le développement.

Scope

Ce sujet aborde deux manières complémentaires dont le développement façonne l'évolution : les contraintes développementales, qui restreignent l'éventail des variants que le développement peut produire, et la plasticité développementale (phénotypique), la capacité d'un même génotype à générer différents phénotypes en fonction des conditions environnementales. Il aborde également l'évoluabilité — comment l'organisation du développement affecte la capacité à générer une variation adaptative.

Core questions

• Comment le développement limite-t-il les types de variation disponibles pour l'évolution ?
• Comment un même génotype peut-il produire différentes formes dans différents environnements ?
• Comment la contrainte et la plasticité façonnent-elles ensemble les résultats évolutifs ?
• Comment la structure du développement affecte-t-elle la capacité d'évoluer ?

Key concepts

• Contrainte développementale
• Plasticité phénotypique (développementale)
• Norme de réaction
• Polyphenisme
• Évoluabilité

Key theories

Biais développemental sur l'évolution

Parce que le développement peut produire certains variants plus facilement que d'autres, il biaise la variation disponible pour la sélection, de sorte que la structure des processus développementaux aide à canaliser les directions et les limites de l'évolution morphologique.

Mechanisms

Les processus développementaux canalisent la variation de deux manières. Les contraintes apparaissent lorsque l'architecture du développement rend certains phénotypes difficiles, voire impossibles à produire — par exemple, parce que des processus clés sont interdépendants — de sorte que la variation est orientée vers certains résultats et s'éloigne d'autres. La plasticité apparaît lorsque les programmes développementaux sont sensibles à l'environnement, permettant à un même génotype de produire une gamme de phénotypes décrits par une norme de réaction ; chez certaines espèces, cela produit des formes alternatives discrètes (polyphenisme) déclenchées par des signaux environnementaux. Ensemble, la contrainte et la plasticité influencent les variants disponibles pour la sélection naturelle et façonnent ainsi l'évoluabilité, la capacité des lignées à générer un changement adaptatif.

Clinical relevance

L'interaction entre la sensibilité développementale à l'environnement et la contrainte est pertinente pour comprendre comment les facteurs environnementaux pendant le développement affectent les traits ultérieurs, fournissant un contexte pour les origines développementales de la variation. Cette entrée est à des fins éducatives et ne constitue pas un avis clinique.

History

Les débats de la fin du XXe siècle sur la mesure dans laquelle le développement contraint et canalise l'évolution, ainsi que l'étude croissante du développement sensible à l'environnement, ont placé la contrainte et la plasticité au centre de la biologie évolutive du développement.

Key figures

• Stephen Jay Gould
• Mary Jane West-Eberhard

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'une contrainte développementale ?

C'est une limite imposée par le fonctionnement du développement sur les types de formes corporelles qui peuvent être produites, ce qui biaise la variation disponible pour l'évolution.

Qu'est-ce que la plasticité développementale ?

C'est la capacité d'un même génotype à se développer en différentes formes en fonction des conditions environnementales, telles que la température ou le régime alimentaire, rencontrées pendant le développement.