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  Des mathématiques appliquées à l'arbre de l'évolution
 

Des mathématiques appliquées à l'arbre de l'évolution

Source : CIRS

Pourquoi certains descendants d'une espèce parente évoluent-ils en des centaines d'espèces différentes, alors que d'autres n'évoluent pratiquement pas ? Pourquoi, autrement dit, l'arbre de la vie est-il déséquilibré ? C'est à cette question qu'a tenté de répondre Iosif Pinelis, professeur de mathématiques à la Michigan Technology University (Etats-Unis).

La réponse se trouve dans une certaine mesure dans des probabilités simples, déclare Pinelis. Soit deux espèces de poissons dans un étang : la carpe et la perche, qui présentent une égale probabilité de donner naissance à une troisième espèce. Si une troisième espèce, le cyprin doré par exemple, naît de la carpe, et en supposant que la carpe, la perche et le cyprin doré ont une égale probabilité de se différencier chacune en deux espèces, la probabilité pour que la branche carpe développe une nouvelle espèce est double de celle de la branche perche, parce que la famille de la carpe contient désormais deux membres. La multiplication des espèces à l'intérieur de la branche carpe peut se poursuivre ainsi. Si une branche contient plus d'espèces, ses chances de spéciation sont plus grandes, explique Pinelis : "Le riche devient plus riche".

Dans la réalité, les arbres de l'évolution sont plus déséquilibrés que ce que prédisent ces simples probabilités. Afin de l'expliquer, Pinelis suppose qu'il doit exister un nombre significatif d'espèces se transformant très lentement. Cette hypothèse est confirmée par les faits : les biologistes ont longtemps été intrigués par ces espèces, qu'ils ont parfois dénommées "fossiles vivants", et dont un spécimen est le coelacanthe. Ce dernier n'a pas connu de changements pendant 340 millions d'années. Autrement dit, sur l'arbre de l'évolution des poissons, la branche coelacanthe présente un aspect rectiligne. D'autres branches comprennent a contrario des milliers de rameaux et de ramilles.

Le travail de Pinelis a suscité scepticisme chez certains biologistes et intérêt chez d'autres.

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Une carpe
Une carpe





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