Évolution de l'histoire de vie

La théorie de l'histoire de vie explique l'évolution du calendrier de croissance, de reproduction et de mort comme le résultat de la sélection naturelle agissant sur les compromis entre les composantes de la valeur sélective.

Definition

L'évolution de l'histoire de vie est l'étude de la manière dont la sélection naturelle façonne le moment et l'ampleur de l'investissement d'un organisme dans la croissance, la reproduction et la survie tout au long de sa vie. Elle considère les traits d'histoire de vie comme des adaptations qui maximisent la valeur sélective (fitness) sous réserve de compromis physiologiques et écologiques.

Scope

Ce sujet couvre les principaux traits d'histoire de vie : l'âge et la taille à la maturité, le nombre et la taille de la progéniture, l'effort de reproduction et la durée de vie, les compromis qui les lient, l'optimisation du succès reproducteur au cours de la vie, et la théorie évolutive de la sénescence.

Core questions

• Quels compromis (trade-offs) contraignent l'évolution des traits d'histoire de vie ?
• Comment la sélection optimise-t-elle l'âge et la taille à la maturité ainsi que le nombre de descendants ?
• Pourquoi la sénescence évolue-t-elle plutôt qu'une survie indéfinie ?
• Comment les facteurs environnementaux, tels que le risque de mortalité, façonnent-ils les stratégies d'histoire de vie ?

Key theories

Compromis (trade-offs) et optimisation de l'histoire de vie

Les ressources étant finies, un investissement accru dans une composante de la valeur sélective (fitness) réduit les autres ; la sélection optimise donc le calendrier d'allocation qui maximise le succès reproducteur au cours de la vie dans un environnement donné.

Théorie évolutive de la sénescence

Le vieillissement évolue parce que la force de la sélection s'affaiblit avec l'âge, permettant aux mutations délétères à action tardive de s'accumuler et favorisant les allèles qui stimulent la reproduction précoce au détriment de la survie ultérieure (pléiotropie antagoniste).

Mechanisms

Les traits d'histoire de vie évoluent sous l'effet de compromis (trade-offs) car l'énergie et le temps alloués à une fonction ne sont pas disponibles pour une autre, comme le coût de la reproduction réduisant la survie future. Les modèles d'optimisation prédisent l'âge et la taille à la maturité, la taille de la couvée et l'effort de reproduction qui maximisent la valeur sélective (fitness) étant donné les calendriers de mortalité et de croissance. Une mortalité extrinsèque élevée favorise une maturation précoce et un effort de reproduction important, tandis qu'une faible mortalité favorise une reproduction retardée et une longévité accrue. La sénescence évolue parce que la sélection est moins forte aux âges avancés, ce qui permet aux mutations délétères à action tardive de persister et favorise les allèles à pléiotropie antagoniste qui bénéficient à la jeunesse au détriment de la vieillesse.

Clinical relevance

La théorie de l'histoire de vie est centrale en médecine évolutive, expliquant l'évolution du vieillissement humain, les compromis (trade-offs) sous-jacents au calendrier de reproduction et au risque de maladie, et pourquoi certains traits qui favorisent la valeur sélective (fitness) en début de vie contribuent aux maladies de fin de vie.

History

Medawar et Williams ont développé la théorie évolutive de la sénescence dans les années 1950 par l'accumulation de mutations et la pléiotropie antagoniste. La théorie de l'histoire de vie a été unifiée par des modèles d'optimisation et de compromis (trade-off) dans les années 1970-1980 et synthétisée par Stearns et Roff en 1992.

Debates

Mesure et interprétation des compromis (trade-offs)

Détecter les compromis (trade-offs) d'histoire de vie dans les populations réelles est difficile car la variation dans l'acquisition des ressources peut masquer les compromis d'allocation sous-jacents, ce qui complique les tests empiriques.

Key figures

• George C. Williams
• Peter Medawar
• Stephen Stearns
• Derek Roff

Seminal works

• stearns1992
• roff1992
• futuyma2017

Frequently asked questions

Pourquoi les organismes ne se reproduisent-ils pas simplement autant que possible ?

Parce que la reproduction est coûteuse : investir davantage dans la reproduction actuelle réduit généralement la survie et la reproduction future ; la sélection favorise donc un équilibre qui maximise le succès reproducteur au cours de la vie, et non la production instantanée.

Pourquoi les organismes vieillissent-ils ?

Parce que la force de la sélection naturelle diminue avec l'âge, les mutations nuisibles à action tardive peuvent s'accumuler et les gènes qui améliorent la reproduction précoce peuvent être favorisés même s'ils entraînent une détérioration ultérieure, conduisant à l'évolution de la sénescence.