Sélection stabilisatrice

La sélection stabilisatrice (à ne pas confondre avec la sélection négative ou purificatrice ) est un type de sélection naturelle dans lequel la moyenne de la population se stabilise sur une valeur de trait particulière non extrême . On pense que c'est le mécanisme d'action le plus courant pour la sélection naturelle car la plupart des traits ne semblent pas changer radicalement au fil du temps. La sélection stabilisatrice utilise généralement la sélection négative (alias sélection purificatrice) pour sélectionner contre les valeurs extrêmes du caractère. La sélection stabilisatrice est l'opposé de la sélection disruptive . Au lieu de favoriser les individus ayant des phénotypes extrêmes, elle favorise les variantes intermédiaires. La sélection stabilisatrice tend à éliminer les phénotypes les plus sévères, ce qui entraîne le succès reproductif des phénotypes normatifs ou moyens. Cela signifie que le phénotype le plus courant dans la population est sélectionné et continue de dominer dans les générations futures .

Le biologiste évolutionniste russe Ivan Schmalhausen a fondé la théorie de la sélection stabilisatrice, en publiant un article en russe intitulé « La sélection stabilisatrice et sa place parmi les facteurs d'évolution » en 1941 et une monographie « Facteurs d'évolution : la théorie de la sélection stabilisatrice » en 1945.

La sélection stabilisatrice entraîne une réduction des phénotypes observés dans une population. En effet, les phénotypes extrêmes sont sélectionnés, ce qui entraîne une réduction de la survie des organismes présentant ces caractéristiques. Il en résulte une population composée de moins de phénotypes, la plupart des caractéristiques représentant la valeur moyenne de la population. Ce rétrécissement des phénotypes entraîne une réduction de la diversité génétique dans une population. Le maintien de la variation génétique est essentiel à la survie d'une population, car c'est ce qui lui permet d'évoluer au fil du temps. Pour qu'une population s'adapte aux conditions environnementales changeantes, elle doit avoir suffisamment de diversité génétique pour sélectionner de nouvelles caractéristiques lorsqu'elles deviennent favorables.

Il existe quatre principaux types de données utilisées pour quantifier la sélection stabilisatrice dans une population. Le premier type de données est une estimation de l'aptitude de différents phénotypes au sein d'une seule génération. La quantification de l'aptitude au sein d'une seule génération crée des prédictions sur le sort attendu de la sélection. Le deuxième type de données est l'évolution des fréquences alléliques ou des phénotypes au fil des différentes générations. Cela permet de quantifier l'évolution de la prévalence d'un certain phénotype, indiquant le type de sélection. Le troisième type de données est l'évolution des fréquences alléliques dans l'espace. Cela permet de comparer la sélection qui se produit dans différentes populations et conditions environnementales. Le quatrième type de données est constitué des séquences d'ADN des gènes contribuant à observer les différences phénotypiques. La combinaison de ces quatre types de données permet de réaliser des études de population qui peuvent identifier le type de sélection qui se produit et de quantifier l'étendue de la sélection.

Cependant, une méta-analyse des études qui ont mesuré la sélection dans la nature n'a pas réussi à trouver une tendance générale à la sélection stabilisatrice. La raison peut être que les méthodes de détection de la sélection stabilisatrice sont complexes. Elles peuvent impliquer l'étude des changements qui provoquent la sélection naturelle dans la moyenne et la variance du trait, ou la mesure de l'aptitude d'une gamme de phénotypes différents dans des conditions naturelles et l'examen de la relation entre ces mesures d'aptitude et la valeur du trait, mais l'analyse et l'interprétation des résultats ne sont pas simples.

La forme la plus courante de sélection stabilisatrice est basée sur les phénotypes d'une population. Dans la sélection stabilisatrice basée sur le phénotype, la valeur moyenne d'un phénotype est sélectionnée, ce qui entraîne une diminution de la variation phénotypique trouvée dans une population.

La sélection stabilisatrice est la forme la plus courante de sélection non linéaire (non directionnelle) chez l'homme. Il existe peu d'exemples de gènes présentant une preuve directe de sélection stabilisatrice chez l'homme. Cependant, la plupart des traits quantitatifs (taille, poids à la naissance, schizophrénie) sont considérés comme soumis à une sélection stabilisatrice, en raison de leur polygénicité et de la distribution des phénotypes dans les populations humaines.

• Poids à la naissance – Le poids à la naissance est un exemple classique de ce phénomène. Les bébés de faible poids perdent plus rapidement de la chaleur et sont plus facilement atteints de maladies infectieuses, alors que les bébés de poids corporel élevé sont plus difficiles à accoucher par voie pelvienne. Les nourrissons de poids moyen survivent beaucoup plus souvent. Pour les bébés plus gros ou plus petits, le taux de mortalité infantile est beaucoup plus élevé. La courbe en cloche de la population humaine culmine à un poids à la naissance pour lequel les nouveau-nés présentent le taux de mortalité minimum.

• Hauteur – Un autre exemple de trait sur lequel la sélection stabilisatrice pourrait agir est la hauteur de la plante. Une plante trop petite peut ne pas être en mesure de rivaliser avec d’autres plantes pour la lumière du soleil. Cependant, les plantes extrêmement hautes peuvent être plus sensibles aux dommages causés par le vent. Combinées, ces deux pressions de sélection favorisent le maintien de plantes de taille moyenne. Le nombre de plantes de taille moyenne augmentera tandis que le nombre de plantes courtes et hautes diminuera.
• Nombre d'épines des cactus − Les populations désertiques de cactus épineux subissent la prédation des pécaris , qui consomment la partie charnue du cactus. Cela peut être évité en augmentant le nombre d'épines sur le cactus. Cependant, il existe également une pression de sélection dans la direction opposée car il existe un insecte parasite qui pondra ses œufs dans les épines s'ils sont densément peuplés. Cela signifie que pour gérer ces deux pressions de sélection, les cactus subissent une sélection stabilisatrice pour équilibrer le nombre approprié d'épines pour survivre à ces différentes menaces.

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  Oeil ailé du papillon - Le papillon africain Bicyclus anynana présente une sélection stabilisatrice avec ses ocelles alaires . Il a été suggéré que les ocelles circulaires positionnés sur les ailes sont favorisés fonctionnellement par rapport aux autres formes et tailles.
• Taille de la galle – La mouche Eurosta solidaginis pond ses œufs sur l’extrémité des plantes, qui enferment ensuite les larves dans une galle protectrice . La taille de cette galle est soumise à une sélection stabilisatrice, déterminée par la prédation. Ces larves sont menacées par les guêpes parasites, qui pondent un seul œuf dans les galles contenant les mouches. La progéniture de la guêpe consomme ensuite les larves de la mouche pour survivre. Par conséquent, une galle plus grande est privilégiée pour offrir plus d’endroits aux larves pour se cacher de la guêpe. Cependant, les galles plus grandes attirent un type de prédation différent de la part des oiseaux, car ils peuvent pénétrer de grandes galles avec leur bec. Par conséquent, la galle optimale est de taille moyenne afin d’éviter la prédation des oiseaux et des guêpes.

• Taille de la couvée – Le nombre d’œufs pondus par une femelle (taille de la couvée) est généralement soumis à une sélection stabilisatrice. En effet, la femelle doit pondre autant d’œufs que possible pour maximiser le nombre de descendants. Cependant, elle ne peut pondre que le nombre d’œufs qu’elle peut supporter avec ses propres ressources. Pondre trop d’œufs pourrait épuiser toute l’énergie de la mère, provoquant sa mort et celle des poussins. De plus, une fois les œufs éclos, la mère doit être en mesure d’obtenir suffisamment de ressources pour maintenir tous les poussins en vie. Par conséquent, la mère pond généralement une quantité modérée d’œufs afin d’augmenter la survie de la progéniture et de maximiser le nombre de descendants.

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  Le husky sibérien subit une sélection stabilisatrice au niveau des muscles de ses pattes. Ces chiens doivent avoir suffisamment de muscles pour tirer des traîneaux et se déplacer rapidement. Cependant, ils doivent également être suffisamment légers pour rester sur la neige. Cela signifie que les muscles des pattes du husky sont plus adaptés lorsqu'ils sont de taille moyenne, pour équilibrer leur force et leur poids.