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La latence apparaît comme réaction évolutionnaire naturelle à la sur-prédation, découvertes d'étude

Pourquoi faites les prédateurs pondent parfois les oeufs en sommeil -- les oeufs qui sont robustes, mais prennent un bon moment de hacher, et sont chers de produire ?

C'est la question à la laquelle les chercheurs de l'université de technologie de Singapour et le modèle (SUTD) se mettent à répondre dans un publié de papier récent en la Science avancée, un tourillon tranchant de recherches avec un facteur d'impact de 15,804 (2019 inscrivent des états de citation).

La réponse traditionnelle est que ces oeufs robustes permettent à la population de survivre des conditions environnementales brutales, comme l'hiver ou la sécheresse. Cependant, ceci n'explique pas pourquoi des oeufs en sommeil sont pondus même dans les habitats non-saisonniers, tels que les lacs tropicaux.

L'équipe de recherche aboutie par professeur adjoint Kang Hao Cheong à partir de SUTD, en collaboration avec M. Eugene V. Koonin, chercheur supérieur aux instituts de la santé nationaux, ont découvert une explication alterne : La latence est une réaction naturelle à la sur-prédation. Dans les habitats non-saisonniers, attaquent les organismes, tels que des algues dans un lac, deviennent les populations très grandes. Ceci aboutit leurs prédateurs, tels que le zooplancton, à les absorber à un haut débit et à se développer dans la population aussi bien. Éventuellement, ceci mène à la consommation excessive. Pendant que la population d'algues s'effondre, peu de nourriture est laissée pour un grand nombre de zooplancton, qui commencent alors à mourir de faim et mourir.

Elle a lieu au cours de cette période de manque de nourriture que la latence effectue à beaucoup de sens. Si un zooplancton avait étendu robuste, lent-hachant les oeufs en sommeil à l'avance, ces oeufs hacheraient vraisemblablement après que les populations de proie aient récupéré, leur permettant de survivre et se reproduire. D'autre part, si le zooplancton avait seulement pondu des oeufs de rapide-hachure de militaire de carrière, ces oeufs hacheraient vraisemblablement au milieu de la famine, et ne faciliteraient pas beaucoup dans la guérison de la population de zooplancton. Éventuellement, seulement ces le zooplancton qui pondent les oeufs en sommeil dominerait la population.

En découvrant cette explication, les chercheurs ont été inspirés par le paradoxe appelé d'un Parrondo de phénomène. Le paradoxe déclare qu'il est possible d'alterner entre une paire de stratégies perdantes, telles que des paris de destruction dans un jeu, et finit toujours le gain. Quand la nourriture est beaucoup, les chercheurs se sont rendus compte que la latence est assimilé paradoxale.

« Pourquoi dépensez l'énergie supplémentaire pondant les oeufs en sommeil, quand vos concurrents sont l'énergie sauvegardante en pondant les oeufs réguliers ? Et pourquoi investissez en oeufs que prennent plus longtemps à l'écoutille, quand vos concurrents pondent les oeufs que l'écoutille plus rapidement et se développer rapidement dans des adultes ? Était ce ce que nous avons dû expliquer, » a dit Zhi-Xuan TAN, l'auteur important de l'étude. « Juste comme dans le paradoxe de Parrondo, nous avons eu une paire de stratégies perdantes : la stratégie de pondre les oeufs en sommeil, et la stratégie de rester en sommeil comme oeuf au lieu de la hachure. »

Comme les chercheurs découverts, commutant entre ces deux stratégies perdantes assure la survie contre les pénuries alimentaires produites par la sur-prédation.

Les implications de cette étude pourraient dépasser expliquer pourquoi les prédateurs pondent les oeufs en sommeil. « Une des premières applications du paradoxe de Parrondo était réellement d'expliquer un procédé biologique : comment les moteurs moléculaires dans des nos muscles pourraient produire le mouvement directionnel supporté », professeur adjoint observé Kang Hao Cheong de SUTD, l'investigateur principal pour cette étude. « Nous croyons que la pertinence du paradoxe de Parrondo avec la biologie pourrait encore être plus large. »

Par exemple, les chercheurs proposent que le paradoxe de Parrondo pourrait également expliquer pourquoi bactérie-infectant des virus alternez souvent entre une phase lysogène en sommeil, où les virus comportent leur ADN dans le génome bactérien, et une phase lytique active et infectieuse, qui détruit des bactéries.

Allant plus loin, nous pourrions même pouvoir expliquer l'évolution de la durée multicellulaire. Comment les organismes unicellulaires ont-ils commencé à coopérer assez à former des organismes multicellulaires, quand la fraude et tirer profit d'autres cellules pourraient souvent donner de meilleurs résultats ? Car la coopération est une stratégie perdante dans ce contexte, nous soupçonnons que le paradoxe de Parrondo pourrait puissance jour quelques réponses. »

Kang Hao Cheong, professeur adjoint, SUTD

Source:
Journal reference:

Tan, Z-X., et al. (2020) Predator Dormancy is a Stable Adaptive Strategy due to Parrondo's Paradox. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.201901559.