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Hétérochronie

1977
  • Ernst Haeckel
  • Gavin de Beer
  • Stephen Jay Gould
Généticien du développement analysant des modèles de crânes humains démontrant l'hétérochronie dans l'évolution.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'hétérochronie est une modification évolutive du rythme ou du calendrier des événements développementaux par rapport à un ancêtre. C'est un mécanisme majeur de l'évolution morphologique. Les principaux types incluent la pédomorphose (conservation des caractéristiques juvéniles chez l'adulte) et la peramorphose (exagération des caractéristiques adultes). L'évolution du crâne humain est souvent citée comme exemple de pédomorphose par rapport aux autres grands singes.

Si l'idée de relier le développement et l'évolution est ancienne, c'est l'ouvrage de Stephen Jay Gould intitulé ‘Ontogeny and Phylogeny’, publié en 1977, qui a fourni le cadre conceptuel moderne de l'hétérochronie. Il l'a formalisée à l'aide d'un modèle d‘’horloge", établissant une distinction entre les changements du taux de développement (accélération vs. néoténie) et les changements du moment de l'apparition ou de la disparition d'un processus de développement (progénèse vs. hypermorphose). Ces processus peuvent être découplés pour différentes parties du corps, ce qui permet une évolution en mosaïque.

La pédomorphose, c'est-à-dire la conservation des caractères juvéniles, peut se produire par néoténie (ralentissement du rythme de développement) ou par progenèse (arrêt précoce du développement). L'exemple classique est l'axolotl, une salamandre qui conserve ses branchies et son mode de vie aquatique jusqu'à l'âge adulte (néoténie). À l'inverse, la peramorphose, ou ‘surdéveloppement’, peut se produire par accélération (accélération du développement) ou par hypermorphose (allongement de la période de développement). Les énormes bois de l'élan irlandais, aujourd'hui disparu, sont un exemple potentiel d'hypermorphose. L'hétérochronie est un mécanisme évolutif puissant et économique, car de simples changements génétiques, souvent dans des gènes régulateurs qui contrôlent les niveaux d'hormones ou les taux de prolifération cellulaire, peuvent produire des changements morphologiques coordonnés à grande échelle, ouvrant la voie à des changements évolutifs rapides.

UNESCO Nomenclature: 2411
- L'évolution

Taper

Système abstrait

Perturbation

Incrémentale

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • la loi biogenetique de ernst haeckel (‘l'ontogenie recapitule la phylogenie’)
  • la critique de la loi de haeckel par walter garstang
  • les travaux de gavin de beer formalisant les concepts
  • progrès en endocrinologie et compréhension des hormones de croissance
  • études embryologiques classiques comparant les stades de développement

Applications

  • expliquant les principales transitions évolutives, telles que l'origine des vertébrés
  • comprendre l'évolution humaine, en particulier la néoténie dans le développement du crâne
  • sélection animale et végétale, par sélection pour une maturation plus précoce ou plus tardive
  • paléontologie, pour interpréter les lignées fossiles
  • étudier les mécanismes du vieillissement et l'évolution du cycle de vie

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • développer des thérapies de rajeunissement en manipulant les gènes qui contrôlent le calendrier de développement
  • modifier les cultures avec des temps de maturation modifiés pour s'adapter aux changements climatiques
  • créer de nouvelles races d'animaux de compagnie en sélectionnant des traits pédomorphes ou peramorphes spécifiques
  • controlling the cycle de vie of pests or parasites by inducing premature or delayed maturation
  • accélérer la croissance des poissons d'élevage ou du bétail par la manipulation hormonale des taux de développement
  • designing bio-art that showcases different morphological outcomes from the same ‘genetic seed’
  • créer des outils médico-légaux pour mieux estimer l'âge en analysant les marqueurs du calendrier de développement
  • développer des thérapies pour les maladies du vieillissement prématuré (progéria) en ciblant les gènes hétérochroniques
  • ingénierie des biocarburants à partir d'algues en sélectionnant des souches néoténiques à teneur en lipides plus élevée
  • créer des modèles éducatifs qui démontrent visuellement les changements hétérochroniques en temps réel
Voir aussi : hétérochronie, pédomorphose, néoténie, périamorphose, stephen jay gould, temps de développement, ontogenèse, phylogenèse, évolution, morphologie.

Contexte historique

Hétérochronie

1967
1970
1975
1977
1983
1987
1990
1960
1970
1973
1975
1979
1983
1988
1990

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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