page d'accueil co-viabilitéretour aux concepts La Co-évolution


La co-évolution s'applique à l'évolution réciproque de plusieurs espèces en interactions et partageant le même milieu (sympatriques). En étudiant les phénomènes de compétition vis-à-vis d'une ressource limitante, les écologistes et les généticiens sont parvenus à la notion de déplacement de caractère. "Les effets immédiats de la compétition [...] se prolongent par des effets à long terme, adaptations des populations qui impliquent une transformation de leur structure génétique et non un simple ajustement de leurs spectres d'utilisation des ressources" [Barbeau, 1992]. L'exemple le plus célèbre est celui des Pinsons des Galapagos [Grant, 1986]. Les contraintes écologiques ont également été abordées en termes de co-évolution, avec les pollinisateurs d'une part, avec les pathogènes d'autre part. Ici encore modélisation et expérimentation sont mis en oeuvre.

- Barbeau, R. (1992) Ecologie des Peuplements. Structure, dynamique et évolution. Masson. 273pp.
- Grant P.R. (1986) Ecology and evolution of Darwin's finches. Princeton University Press, New Jersey.


Co-évolution et Champignons
Solitaires les champignons ? L'étude de leurs relations avec les plantes, les insectes, les algues fait apparaître des interactions biologiques et écologiques étonnantes (travaux INAPG). Les champignons et leurs partenaires interfèrent réciproquement sur leur métabolisme. Ils peuvent coévoluer jusqu'à devenir le plus souvent dépendants l'un de l'autre.haut de la page

Pollinisation et co-évolution
Le terme même de co-évolution fut publié pour la première fois par Ehrlich et Raven (1964) qui étudiaient les rapports plantes - insectes.


Parmi les phanérogames, les angiospermes se distinguent par la fleur. Celle-ci abrite les organes sexuels. Chez les enthomogames, elle sert d'instrument de liaison et de communication avec les insectes. Pour cela elle a évolué au contact des pollinisateurs que sont les insectes, alors qu'eux même évoluaient à son contact, on parle de co-évolution. De cette coévolution, résulte actuellement toute une série d'attractifs de la fleur pour l'insecte :

Ces attractifs, pour être efficaces, doivent coïncider avec l'anthèse. La morphologie de la plante s'est ainsi spécialisée en favorisant le contact de l'insecte avec les organes sexuels. Enfin cette co-évolution a conduit à des spécialisations de cette relation plante-insecte : des espèces ou des groupes d'espèces de plantes n'étant pollinisés que par certaines espèces ou groupes d'espèces d'insectes.haut de la page

* Ehrlich P.R. et Raven P.H., 1964 - Butterflies and plants : a study in coevolution. Evolution, 18. pp586-608.

Co-évolution prédateurs - proies: Pimentel (1965) a d'abord mis en évidence le rôle de la complexité de l'espace sur la coexistence des espèces. Mais il a aussi montré l'apparition de changements dans les rapports prédateurs - proies au cours du temps.

* Pimentel D., Feinberg E.H., Wood P.W., et Hayes J.T. (1965) Selection, spatial distribution, and the coexistence of competing fly species. Am. Nat., 99. 141-167.

Interaction et co-évolution hôtes-parasites: L'exemple le plus connu est celui du virus de la myxomatose introduit en 1950 en Australie pour diminuer la population des lapins qui ont envahi tout le continent. Ainsi, très rapidement après l'infestation du virus, l'effectif des lapins a diminué de 99 %. Mais par la suite, l'hécatombe des lapins s'est ralentie : la virulence du virus s'est atténuée et la résistance des lapins s'est accrue.haut de la page

Paradigmes biologiques Vie Artificielle au LIASC à l'ENST de Bretagne (Dominique Snyers). L'objectif majeur de la Vie Artificielle est de contribuer à la compréhension et à l'abstraction - via notamment une utilisation massive des supports physiques comme les ordinateurs et les robots autonomes - des mécanismes fondamentaux des systèmes complexes et en particulier des systèmes vivants. Les protagonistes de toute explication de phénomènes biologiques sont l'environnement, le code génétique et l'entité biologique structurée (organisme,...) maintenant sa viabilité et se montrant capable de facultés d'adaptation. Les thèses "environnementalistes'' et "héréditaires'' ont montré l'importance respective de chacun des deux premiers acteurs. Mais, comme l'a souligné M. Veuille (1988) "la réaction d'un organisme ne dépend ni d'un processus essentiellement génétique, ni d'un processus essentiellement environnemental (...). L'organisme, loin d'être une marionnette, intervient de manière active dans son environnement (...)''. Il y a en fait co-détermination dynamique des trois protagonistes. Pour maintenir sa viabilité dans un environnement changeant, les individus adoptent des mécanismes d'auto-adaptation à court terme spécifiques à leur espèce et dont l'efficacité influe sur la distribution respective des différentes espèces d'une population. Il s'ensuit une modification supplémentaire de l'environnement. Le processus de co-évolution ensuite, par une combinaison de sélections et de mutations, agit comme un mécanisme d'auto-adaptation à long terme qui pousse la population dans son ensemble vers un comportement adapté à l'environnement changeant. Nous nous intéressons à ces deux niveaux d'auto-adaptation. haut de la page

* Veuille M., "Evolution et comportement animal'', in Colloque de Cerisy ``Temps et Devenir'', Patino Ed, Genève, 1988

le LIASC étudie d'autre part, les phénomènes de co-évolution d'un point de vue théorique et par simulation afin de mieux comprendre la dynamique d'apparition et de disparition d'espèces en tant qu'auto-adaptation d'une population dans un environnement changeant. Nous envisageons la possibilité d'utiliser cette dynamique de compétition entre individus d'espèces différentes et en interaction pour développer de nouveaux types algorithmes d'optimisation.
Dans le cadre de la résolution de problèmes, nous appliquons également des algorithmes génétiques à divers problèmes d'optimisation combinatoire.haut de la page

Animats et co-évolution:  L'étude des interactions entre les processus d'apprentissage et d'évolution a donné lieu à quelques réalisations sous couvert de l'approche animat. Il a été, en particulier, clairement démontré que l'apprentissage individuel peut accélérer l'évolution de l'espèce, illustrant un phénomène plus général appelé effet Baldwin. Ce phénomène, que Baldwin (1896) a qualifié de sélection organique à la fin du siècle dernier (!!) découle du fait que la sélection naturelle n'opère pas sur les variations génétiques, mais sur les variations phénotypiques qui, elles, dépendent à la fois de l'hérédité et du milieu. Dans ces conditions, il est possible que des avantages sélectifs, initialement procurés par la faculté de réaliser un apprentissage donné au cours de la vie des individus, soient assimilés génétiquement, au fil des générations successives, et peu à peu assurés uniquement par le génome. Un tel processus d'assimilation génétique a été mis en évidence par Waddington (Waddington, 1953), qui a montré en quoi il se démarquait d'un processus lamarckien.

L'apport capital de l'approche animat dans ce domaine est que, alors que les biologistes tendent à considérer que ces phénomènes ne peuvent être que rares et ne présenter qu'une ampleur très limitée, il est démontré qu'ils s'appliquent à une grande variété de situations et qu'ils peuvent présenter une valeur opérationnelle. En particulier, puisque l'effet Baldwin peut accélérer et canaliser l'évolution, il peut constituer une solution aux problèmes de convergence vers des solutions désirées qui viennent d'être évoqués.


Quelques références sur la co-évolution


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