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L'œil de poulpe présente-t-il l'équivalent de la fovéa chez les primates ?

L'œil de poulpe présente-t-il l'équivalent de la fovéa chez les primates ?


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Je travaille sur un modèle informatique simple de l'œil du Primate : comme on le sait, il présente une partie centrale, la fovéa, très riche en récepteurs par rapport à la périphérie de l'œil. Je me demande si d'autres espèces d'oeil, comme le poulpe, présentent une structure similaire : une fovéa centrale. Merci


Oui, ils ont une zone de récepteurs densément emballés, bien qu'ils ne soient pas aussi ponctuels que la fovéa humaine.

Talbot et Marshall (2011) ont effectué une analyse de la topographie rétinienne chez trois espèces de céphalopodes : une seiche, un calmar et une pieuvre.

Selon les auteurs :

Il a été constaté que toutes les espèces possédaient une augmentation de la densité des photorécepteurs dans une ligne horizontale placée approximativement à la position d'un horizon potentiel dans l'habitat.

Voici une image du même papier :

La topographie rétinienne de chacune des trois espèces de cette étude : (a) S. plangon et B) O. cyané montrent une bande proéminente orientée horizontalement de densité photoréceptrice accrue à travers l'équateur horizontal de la rétine ; (c) S. lessoniana montre une zone plus centrale de densité photoréceptrice accrue.


Source : Talbot, C. et Marshall, J. (2011). La topographie rétinienne de trois espèces de céphalopodes coléoïdes : importance pour la perception de la lumière polarisée. Transactions philosophiques de la Royal Society B : Sciences biologiques, 366 (1565), pp.724-733.


Introduction

L'un des principaux arguments en faveur de l'existence d'un créateur est « l'argument du design », une conclusion qui signifie que le design existant dans la création prouve l'existence d'un designer intelligent. Les darwinistes tentent de réfuter l'argument de la conception en fournissant des exemples de ce qu'ils prétendent être une mauvaise conception pour affirmer que le monde vivant n'est pas conçu mais est le résultat de forces aveugles, naturelles et impersonnelles. Ce point de vue est appelé la thèse de l'horloger aveugle par le professeur d'Oxford Richard Dawkins (1986). L'horloger aveugle fait référence à William Paley qui en a utilisé l'illustration, tout comme une montre prouve un horloger, de même le monde naturel prouve un créateur intelligent.


Top 5 des mammifères avec une vue magnifique

Comme les oiseaux, mammifères dans le règne animal aussi, ayez une vision splendide. Dans cette section, nous allons explorer certains des meilleurs mammifères avec une vue superbe.

1. Cheetah – meilleure vision en fuite

Les yeux de chat sont parmi les plus évolués du règne animal.

Les guépards, les mammifères les plus rapides sur Terre, sont également connus pour avoir une vision de la meilleure qualité. Il y a plusieurs aspects à la vision du guépard :

  • En raison de l'emplacement de leurs yeux, ils ont une vision binoculaire.
  • Les guépards peuvent repérer des proies situées jusqu'à 5 km.
  • Pour soutenir la proie pendant la chasse, les guépards ont des structures supplémentaires dans leurs régions vestibulaires qui les aident à garder la tête droite et à rester concentrés.
  • Les lignes lacrymales du guépard absorbent les rayons du soleil et les protègent contre l'éblouissement par la lumière vive.
  • L'une des raisons pour lesquelles le guépard a la meilleure vision de la famille féline est que ces grands félins ont la plus forte densité de cellules photoréceptrices dans leur rétine que leurs autres parents.
  • Contrairement à leurs autres parents félins, les guépards ont une mauvaise vision nocturne, car ce sont des chasseurs diurnes.

Référence: “Pour les guépards, la vitesse est importante, mais la vue l'est aussi – Cheetah Conservation Fund Canada”. Consulté le 12 décembre 2020. Lien.

2. Chèvre domestique – meilleure vision panoramique

Pratiquement tout le monde a eu une rencontre avec une chèvre au moins une fois dans sa vie. Et beaucoup ont probablement été effrayés par les yeux des chèvres au début.

En effet, le système visuel de la chèvre est unique :

  • Contrairement aux yeux de la plupart des mammifères, leurs pupilles sont horizontales et rectangulaires.
  • Les rétines des chèvres sont également en forme de rectangles.
  • Grâce à cette forme unique, les chèvres peuvent avoir une vision panoramique - leur champ de vision peut atteindre jusqu'à 320-340 degrés.
  • Les chèvres peuvent également voir la nuit en raison d'une couche particulière dans les yeux appelée tapetum lucide. Cette structure reflète la lumière qui entre dans les yeux, “éclairer” le terrain.
  • Pour mieux voir en broutant, les yeux de la chèvre peuvent pivoter et contrôler leur environnement lorsqu'ils sont vulnérables.
  • Cette adaptation de la vision panoramique a un prix. Les chèvres ont une vision des couleurs limitée. Ils n'ont que deux types de cônes dans leur rétine et ne déchiffrent qu'un nombre limité de couleurs, dont le violet, le bleu, le jaune, l'orange et le vert. Ils ne peuvent pas vraiment interpréter la couleur rouge.
  • Les chèvres ont également perdu la profondeur de la vision.

Référence: “ARCHIVE – Chèvres/Moutons – Comparatif physiologie de la vision”. Consulté le 12 décembre 2020. Lien.

3. Tarsier de Bornéo - les yeux les plus proéminents parmi les mammifères

Le tarsier est un petit primate. Il ressemble un peu aux lémuriens et est actif la nuit. Un tarsier est facilement reconnaissable à ses grands yeux ronds.

Cette fonctionnalité n'existe pas que pour la gentillesse – c'est une adaptation indispensable pour son mode de vie nocturne :

  • Contrairement à la plupart des animaux nocturnes, les tarsiers n'ont pas la couche spécialisée de tapetum lucidum qui aide d'autres animaux comme les hiboux, les chats et les chèvres à voir la nuit.
  • Au lieu de cela, au cours de évolution, les tarsiers ont développé les yeux les plus énormes parmi les mammifères.
  • Si les humains avaient des yeux de proportions plus tarsées, ils auraient la taille de gros pamplemousses.
  • Les tarsiers ont également une densité exceptionnellement élevée de photorécepteurs dans la rétine - environ 2,5 fois plus que les humains.
  • Ces adaptations permettent aux tarsiers de chasser efficacement les insectes et les petits reptiles la nuit.

Référence: “Tarsier Goggles : un outil de réalité virtuelle pour expérimenter l'optique d'un système visuel de primate adapté à l'obscurité | Évolution : Éducation et sensibilisation | Texte intégral”. Consulté le 12 décembre 2020. Lien.

4. Arctic Reindeer – meilleures adaptations visuelles pour la vie dans les régions polaires

Comme les rennes arctiques ont tendance à vivre dans les régions arctiques et subarctiques, ils sont confrontés à des problèmes de vision uniques. Ils vivent dans des zones couvertes de neige pendant des périodes prolongées, et la neige est très réfléchissante.

De plus, les régions proches du pôle Nord ont des périodes d'obscurité prolongées - des nuits polaires qui durent plusieurs mois. Cela signifie que les cerfs doivent toujours s'orienter dans la pénombre. Pour cette raison, les cerfs ont deux adaptations :

  • Leur tapetum lucidum, la structure réfléchissante typique des mammifères actifs la nuit, change de couleur en hiver. De cette façon, les cerfs ont une couleur dorée en été et des yeux bleus en hiver.
  • Les modifications du tapetum lucidum en hiver rendent les yeux plus sensibles à la lumière à cette période.
  • Les yeux de renne peuvent réagir à la lumière UV ainsi qu'aux couleurs standard. C'est une adaptation utile, car de nombreux prédateurs peuvent être indétectables à la lumière régulière en raison de leur fourrure blanche.
  • Heureusement, la fourrure a également une signature UV, ce qui peut être détecté par les yeux des cerfs.
  • Comme la lumière UV peut potentiellement endommager les yeux, les rennes ont également mis en place des mécanismes de protection qui leur permettent de voir les ondes ultraviolettes de manière relativement sûre.

5. Vision amphibie de la loutre asiatique à griffes courtes –

Une loutre est un petit mammifère élégant qui passe beaucoup de temps dans l'eau à pêcher pour se nourrir.

Leur vision reflète que :

  • Loutres avoir une vision de qualité à la fois sur terre et dans l'eau, même si c'est encore mieux.
  • La vision amphibie des loutres est possible grâce au mécanisme de focalisation spécialisé.
  • Les loutres ont des muscles qui modifient la forme de la cornée, s'adaptant au comportement différent de la lumière dans l'eau et dans l'air.
  • Les loutres ont également une vision des couleurs, bien qu'elles perçoivent un nombre limité de couleurs.

Référence: “Comment les mammifères marins peuvent-ils voir sous l'eau mais pas nous ? | Faune en ligne”. Consulté le 12 décembre 2020. Lien.


Discussion

Le nombre de contigs et de gènes uniques est plus important (presque triple) dans Nautile que dans le calmar. Une possibilité pour le plus grand nombre de contigs dans Nautile est que la couverture des lectures d'ARN-seq est trop petite pour construire des gènes complets pour Nautile et a résulté en des fragments lacunaires du même gène. Comme le total se lit de Nautile et le calmar RNA-seq sont presque égaux, la différence de nombre de contigs pourrait provenir de la couverture insuffisante de RNA-seq. Pour évaluer ce problème, nous avons utilisé les deux approches suivantes. Premièrement, si un petit nombre de gènes sont fortement exprimés et occupent des lectures de séquences, les gènes à faible expression ont tendance à être manqués dans les données RNA-seq. Nous avons donc vérifié la distribution des fréquences d'expression des gènes pour chaque espèce. Nous avons compté "Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads (FPKM)" 15, pour chaque gène et tracé un graphique de distribution (fig. S2). Le FPKM moyen pour Nautile est supérieur à celui du calmar et le FPKM moyen pour Nautile est plus petit que celui du calmar. Ce résultat indique que la proportion de gènes fortement exprimés est plus importante dans Nautile et la couverture RNA-seq est légèrement meilleure chez le calmar. Deuxièmement, pour évaluer l'influence de la couverture ARN-seq pour trouver des gènes faiblement exprimés mais importants, tels que des facteurs de transcription, nous avons effectué les tests suivants. Nous avons recherché des EFTF essentiels au développement des yeux chez les vertébrés. Nous avons recherché otx2, tbx3, pax6 et lhx2 dans nos données RNA-seq, car ces gènes sont déjà connus pour être impliqués dans le développement des yeux chez les mollusques. En conséquence, tous les gènes se sont avérés être exprimés avec un FPKM de 1,7

2.5. Ces FPKM ne diffèrent pas entre Nautile et calamars. Ensuite, nous avons assemblé des contigs à l'aide d'ensembles de données aléatoires 1/4, 1/2, 3/4 de lectures de séquences et compté le nombre de gènes homologues uniques dans la base de données EST de l'œil humain. Comme le montre la fig. S3, le nombre d'homologues uniques obtenus aux 3/4 des données est équivalent à celui de l'ensemble de données complet, indiquant que la variation des gènes est presque saturée au niveau des 3/4 de l'ensemble de données. En conclusion, malgré les différences de couverture ARN-seq, nos données peuvent être utilisées pour détecter des gènes faiblement exprimés chez les deux espèces.

D'après nos résultats, les gènes et les réseaux en aval du complexe Pax6/Six3 semblent avoir été perdus dans Nautile en raison de la perte de six3, entraînant l'inactivation du processus de formation du cristallin pendant Nautile évolution. Ainsi, nos données appuient le premier scénario présenté dans l'introduction selon lequel très probablement le Nautile la lignée a perdu son cristallin et sa cornée et que son œil sténopé pourrait avoir évolué à partir d'un œil de type caméra par dérégulation d'un réseau régulateur particulier, en l'occurrence le six3/6, qui est bien conservé de l'ancêtre commun des céphalopodes et des vertébrés. De plus, notre approche et nos résultats soutiennent fortement que les études du transcriptome entier sont très utiles pour délimiter les mécanismes ou l'évolution de l'œil. De plus, nos résultats indiquent que malgré un gène maître commun pour l'évolution des yeux, la perturbation des réseaux et des facteurs en aval pourrait expliquer la diversité des types d'œil au cours de l'évolution.


5 RÉSULTATS : SIMULATIONS DES MODÈLES DE CALCUL

Les simulations des modèles de navigation décrits dans la section 4 sont décrites dans cette section Résultats.

5.1 Navigation à l'aide de cellules de vue spatiale

Dans cette stratégie, la navigation est mise en œuvre en procédant par une série de points de repère, auxquels répondent des cellules de vue spatiale. La tâche de navigation simulée à l'aide de cellules de vue spatiale est illustrée à la figure 4a et a été implémentée avec le programme NavSVC.m. La simulation a fonctionné pour effectuer la navigation à l'aide d'informations de cellule de vue spatiale, comme illustré à la figure 4b, et cela peut être visualisé sous forme de vidéo en exécutant NavSVC.mp4. Les résultats de la simulation peuvent également être consultés en exécutant le programme NavSVC.m, qui permet de modifier le point de départ et de voir les détails de la mise en œuvre. Dans le programme NavSVC.m, pour chaque étape ou nœud de l'itinéraire, le navigateur recherche le point de repère pertinent pour cette étape avec des cellules de vue spatiale, et se déplace vers la direction spécifiée par la vue spatiale en utilisant la correction d'erreur de la direction de navigation (« NavDir") par la direction de la vue spatiale du point de repère. Lorsque l'individu est très proche du point de repère, la prochaine étape commence.

5.2 Navigation à l'aide de cellules « allocentrique-relèvement-à-un-point de repère »

Un exemple d'une tâche de navigation effectuée avec des cellules « allocentric-bearing-to-a-mark » est illustré à la figure 5a, et les résultats de la simulation sont montrés à la figure 5b, qui peut être visualisé sous forme de vidéo en exécutant NavABL.mp4 . Les résultats de la simulation peuvent également être visualisés en exécutant le programme NavABL.m, qui permet de modifier le point de départ et de voir les détails de la mise en œuvre.

5.3 Navigation utilisant des combinaisons de cellules allocentriques de relèvement à un point de repère : triangulation

La tâche de navigation utilisée pour illustrer cette stratégie de navigation par triangulation utilise la route illustrée à la figure 5 et décrite à la section 4.3. Les lieux dans cet espace euclidien sont définis par leurs coordonnées X,Y, et ce type de géométrie n'est pas nécessaire dans les stratégies décrites précédemment. La tâche consiste à naviguer d'un point de départ X,Y « Start » au point de cheminement 1 (W1), puis via les endroits spécifiés par W2 et W3 pour atteindre l'objectif à W4. Les résultats pour ce type de navigation sont illustrés à la figure 6, la vidéo correspondante est NavTRI.mp4 et le programme est NavTRI.m.

La navigation peut être effectuée avec succès comme le montre la figure 6, mais au prix de la nécessité d'une carte topologique dans l'espace euclidien et de la possibilité d'effectuer une trigonométrie.

Au lieu d'utiliser un calcul géométrique dans un espace euclidien du type implémenté à l'aide de la triangulation comme implémenté dans NavTRI.m, il est suggéré que chez les primates, y compris les humains, des cellules de vue spatiale actives simultanément pour différents points de repère dans une scène peuvent être associées ensemble pour former un espace représentation d'une scène, vue d'un endroit particulier. Alors qu'un primate traverse différents lieux et que la scène définie par les repères change progressivement, le stockage de quelques-unes de ces scènes (en utilisant par exemple l'hippocampe pour stocker de telles mémoires épisodiques) pourrait permettre un rappel ultérieur du lieu, compte tenu de l'ensemble de la vue spatiale. cellules actives par comparaison avec les représentations stockées. Il est proposé qu'un tel mécanisme neuronal puisse permettre aux cellules de vue spatiale de contribuer à la recherche dans une mémoire d'association d'un lieu où se trouve l'individu. Ceci est proposé comme un autre moyen biologiquement plausible pour les cellules de vue spatiale d'être impliquées dans la navigation, en utilisant la scène vue pour rappeler un lieu. Un tel mécanisme pourrait fonctionner pour fournir une précision utile même sans avoir besoin de stocker trop de scènes. Bien que les cellules de relèvement allocentrique à un point de repère (qui pourraient également coder la distance) puissent être utilisées en plus ou à la place des cellules de vue spatiale, il existe l'inconvénient considérable que de très nombreuses cellules de relèvement allocentrique à un repère des cellules pourraient être nécessaires, car un certain nombre de relèvements doivent être spécifiables pour chaque point de repère.


Le labyrinthe de recherche place des images sur le sol, là où les rongeurs regardent

Un rongeur dans un labyrinthe est un élément de base – voire un stéréotype – de la recherche en psychologie expérimentale. Mais le labyrinthe du laboratoire de Rebecca Burwell, professeur de sciences cognitives, linguistiques et psychologiques à l'Université Brown, n'est pas l'appareil de votre grand-père. Dans un nouvel article vidéo publié dans le Journal des expériences visualisées, le groupe de recherche de Burwell démontre en détail comment le labyrinthe peut être utilisé pour effectuer des tâches de recherche cognitive visuelle automatisée avec une grande efficacité.

Le labyrinthe est en partie réel et en partie virtuel. Il y a de vrais murs - souvent sous la forme d'un morceau de farfalle géant - mais les chercheurs peuvent projeter toutes les images qu'ils souhaitent sur le sol par le bas. L'utilisation de projections numériques rend le labyrinthe polyvalent, mais l'utilisation du sol pour les projections le rend particulièrement bien conçu pour les sujets rongeurs.

"Nous savons depuis les études classiques de Lashley sur les mécanismes de la vision que les rats accordent plus d'attention aux stimuli présentés près du sol, mais le domaine a persisté dans la présentation d'images verticales en 2D ou d'objets en 3D", a déclaré Burwell. "Ce qui est nouveau, c'est l'idée que la présentation d'images au sol est le meilleur moyen de présenter des stimuli aux rats et aux souris. Les rongeurs n'ont pas de fovéa [une petite dépression dans la rétine où l'acuité visuelle est la plus élevée] comme le font les primates, mais ils ont plus de cellules ganglionnaires rétiniennes et de photorécepteurs dans la rétine supérieure, ce qui indique qu'ils peuvent mieux voir les éléments dans le champ visuel inférieur."

Le système fait une réelle différence dans la vitesse à laquelle les rats apprennent les tâches dans le labyrinthe, a déclaré Burwell. Dans différentes expériences, note l'article, les rats ont appris à répondre correctement aux stimuli visuels dans un quart à un sixième du nombre d'essais lorsque les stimuli étaient projetés sur le sol plutôt que sur les murs.

Alors que les rongeurs se comportent dans le labyrinthe, ils sont suivis par une caméra aérienne et un logiciel qui surveille leur comportement. Des capteurs neuronaux implantés dans le cerveau des rongeurs permettent un enregistrement précis de l'activité cérébrale pendant les séances afin qu'elle puisse être corrélée avec le comportement.

Les implants permettent également de délivrer un stimulus gratifiant. Les récompenses envoyées directement au cerveau peuvent être plus efficaces que les récompenses alimentaires, a déclaré Burwell, car les rats peuvent être récompensés au moment de la performance souhaitée, et ils ne deviennent pas rassasiés.

Burwell a publié pour la première fois un article sur le labyrinthe de projection au sol en 2009 et l'utilise depuis lors. Elle détient la propriété intellectuelle et a déclaré qu'une entreprise était intéressée à en obtenir une licence.

"Pour toute personne intéressée à utiliser des rats ou des souris comme modèle pour le traitement de l'information visuelle, présenter les informations sur le sol est logique sur le plan comportemental et biologique", a-t-elle déclaré.


Contenu

En morphologie, des traits analogues apparaissent lorsque différentes espèces vivent de manière similaire et/ou dans un environnement similaire, et sont donc confrontées aux mêmes facteurs environnementaux. Lorsqu'ils occupent des niches écologiques similaires (c'est-à-dire un mode de vie distinctif), des problèmes similaires peuvent conduire à des solutions similaires. [1] [2] [3] L'anatomiste britannique Richard Owen a été le premier à identifier la différence fondamentale entre les analogies et les homologies. [4]

En biochimie, les contraintes physiques et chimiques sur les mécanismes ont provoqué l'évolution indépendante de certains arrangements de sites actifs tels que la triade catalytique dans des superfamilles d'enzymes distinctes. [5]

Dans son livre de 1989 Vie merveilleuse, Stephen Jay Gould a fait valoir que si l'on pouvait "rembobiner la bande de la vie [et] les mêmes conditions étaient à nouveau rencontrées, l'évolution pourrait prendre un cours très différent." [6] Simon Conway Morris conteste cette conclusion, arguant que la convergence est une force dominante dans l'évolution, et étant donné que les mêmes contraintes environnementales et physiques sont à l'œuvre, la vie évoluera inévitablement vers un plan corporel "optimal", et à un moment donné, l'évolution est vouée à tomber sur l'intelligence, un trait actuellement identifié avec au moins les primates, les corvidés et les cétacés. [7]

Cladistique Modifier

En cladistique, une homoplasie est un trait partagé par deux ou plusieurs taxons pour une raison autre que le fait qu'ils partagent une ascendance commune. Les taxons qui partagent l'ascendance font partie du même clade. La cladistique cherche à les organiser en fonction de leur degré de parenté pour décrire leur phylogénie. Les traits homoplastiques induits par la convergence sont donc, du point de vue cladistique, des facteurs de confusion pouvant conduire à une analyse erronée. [8] [9] [10] [11]

Atavisme Modifier

Dans certains cas, il est difficile de dire si un trait a été perdu puis réévolué de manière convergente, ou si un gène a simplement été désactivé puis réactivé plus tard. Un tel trait réapparu s'appelle un atavisme. D'un point de vue mathématique, un gène inutilisé (sélectivement neutre) a une probabilité décroissante de conserver une fonctionnalité potentielle au fil du temps. L'échelle de temps de ce processus varie considérablement dans différentes phylogénies chez les mammifères et les oiseaux, il existe une probabilité raisonnable de rester dans le génome dans un état potentiellement fonctionnel pendant environ 6 millions d'années. [12]

Évolution parallèle vs. convergente Modifier

Lorsque deux espèces sont similaires dans un caractère particulier, l'évolution est définie comme parallèle si les ancêtres étaient également similaires, et convergente s'ils ne l'étaient pas. [b] Certains scientifiques ont soutenu qu'il existe un continuum entre l'évolution parallèle et convergente, tandis que d'autres soutiennent qu'en dépit d'un certain chevauchement, il existe encore des distinctions importantes entre les deux. [13] [14] [15]

Lorsque les formes ancestrales sont indéterminées ou inconnues, ou que l'éventail des traits considérés n'est pas clairement spécifié, la distinction entre évolution parallèle et évolution convergente devient plus subjective. Par exemple, l'exemple frappant de formes placentaires et marsupiales similaires est décrit par Richard Dawkins dans L'horloger aveugle comme un cas d'évolution convergente, car les mammifères de chaque continent avaient une longue histoire évolutive avant l'extinction des dinosaures sous laquelle accumuler des différences pertinentes. [16]

Protéines Modifier

Sites actifs de protéase Modifier

L'enzymologie des protéases fournit certains des exemples les plus clairs d'évolution convergente. Ces exemples reflètent les contraintes chimiques intrinsèques sur les enzymes, conduisant l'évolution à converger vers des solutions équivalentes de manière indépendante et répétée. [5] [17]

Les protéases à sérine et à cystéine utilisent différents groupes fonctionnels d'acides aminés (alcool ou thiol) comme nucléophile. Afin d'activer ce nucléophile, ils orientent un résidu acide et un résidu basique dans une triade catalytique. Les contraintes chimiques et physiques sur la catalyse enzymatique ont fait évoluer indépendamment des arrangements de triades identiques plus de 20 fois dans différentes superfamilles enzymatiques. [5]

Les thréonine protéases utilisent l'acide aminé thréonine comme nucléophile catalytique. Contrairement à la cystéine et à la sérine, la thréonine est un alcool secondaire (c'est-à-dire qu'elle possède un groupe méthyle). Le groupe méthyle de la thréonine restreint considérablement les orientations possibles de la triade et du substrat, car le méthyle se heurte soit au squelette de l'enzyme, soit à la base de l'histidine. Par conséquent, la plupart des thréonine protéases utilisent une thréonine N-terminale afin d'éviter de tels conflits stériques. Plusieurs superfamilles d'enzymes indépendantes de l'évolution avec différents replis protéiques utilisent le résidu N-terminal comme nucléophile. Cette similitude de site actif mais cette différence de repliement protéique indique que le site actif a évolué de manière convergente dans ces familles. [5] [18]

Cône d'escargot et insuline de poisson Modifier

Conus geographus produit une forme distincte d'insuline qui est plus similaire aux séquences de protéines d'insuline de poisson qu'à l'insuline de mollusques plus étroitement apparentés, suggérant une évolution convergente. [19]

Na,K-ATPase et résistance des insectes aux cardénolides Modifier

De nombreux exemples d'évolution convergente existent chez les insectes en termes de développement d'une résistance au niveau moléculaire aux toxines. Un exemple bien caractérisé est l'évolution des substitutions d'acides aminés à des positions bien définies dans la structure de la sous-unité de la Na,K-ATPase couvrant 15 genres et 4 ordres. La relation synergique entre les substitutions Q111 et N122 est mise en évidence. L'évolution convergente dans ce cas ne dépend pas du type de sélection ou de la période dans laquelle elle peut se produire, mais a plus à voir avec la relation co-évolutive provoquant une sorte de sélection douce entre les plantes productrices de cardénolide et les insectes qui s'en nourrissent. eux. [20]

Acides nucléiques Modifier

La convergence se produit au niveau de l'ADN et des séquences d'acides aminés produites en traduisant des gènes de structure en protéines. Des études ont trouvé une convergence dans les séquences d'acides aminés chez les chauves-souris écholocatrices et le dauphin [21] chez les mammifères marins [22] entre les pandas géants et roux [23] et entre le thylacine et les canidés. [24] La convergence a également été détectée dans un type d'ADN non codant, les éléments cis-régulateurs, tels que dans leurs taux d'évolution, cela pourrait indiquer une sélection positive ou une sélection purificatrice détendue. [25] [26]

Plans de carrosserie Modifier

Les animaux nageurs, y compris les poissons tels que les harengs, les mammifères marins tels que les dauphins et les ichtyosaures (du Mésozoïque) ont tous convergé vers la même forme profilée. [27] [28] Une forme similaire et des adaptations de nage sont même présentes chez les mollusques, tels que Phylliroe. [29] La forme fusiforme du corps (un tube effilé aux deux extrémités) adoptée par de nombreux animaux aquatiques est une adaptation pour leur permettre de voyager à grande vitesse dans un environnement à forte traînée. [30] Des formes corporelles similaires se retrouvent chez les phoques sans oreilles et les phoques à oreilles : ils ont encore quatre pattes, mais celles-ci sont fortement modifiées pour la nage. [31]

La faune marsupiale d'Australie et les mammifères placentaires de l'Ancien Monde ont plusieurs formes étonnamment similaires, développées en deux clades, isolés l'un de l'autre. [7] Le corps et surtout la forme du crâne du thylacine (tigre de Tasmanie ou loup de Tasmanie) convergeaient avec ceux des Canidés comme le renard roux, vulpes vulpes. [32]

Écholocalisation Modifier

En tant qu'adaptation sensorielle, l'écholocation a évolué séparément chez les cétacés (dauphins et baleines) et les chauves-souris, mais à partir des mêmes mutations génétiques. [33] [34]

Yeux Modifier

L'un des exemples les plus connus d'évolution convergente est l'œil de la caméra des céphalopodes (comme les calmars et les poulpes), les vertébrés (y compris les mammifères) et les cnidaires (comme les méduses). [36] Leur dernier ancêtre commun avait tout au plus un simple point photorécepteur, mais une série de processus ont conduit au raffinement progressif des yeux de la caméra - avec une nette différence : l'œil du céphalopode est « câblé » dans la direction opposée, avec du sang et des nerfs. vaisseaux pénétrant par l'arrière de la rétine, plutôt que par l'avant comme chez les vertébrés. En conséquence, les céphalopodes n'ont pas d'angle mort. [7]

Vol Modifier

Les oiseaux et les chauves-souris ont des membres homologues car ils sont tous deux dérivés de tétrapodes terrestres, mais leurs mécanismes de vol ne sont qu'analogues, de sorte que leurs ailes sont des exemples de convergence fonctionnelle. Les deux groupes ont propulsé le vol, évolué indépendamment. Leurs ailes diffèrent considérablement dans la construction. L'aile de chauve-souris est une membrane tendue sur quatre doigts et les pattes extrêmement allongés. Le profil aérodynamique de l'aile d'oiseau est composé de plumes, fortement attachées à l'avant-bras (le cubitus) et aux os fortement soudés du poignet et de la main (le carpométacarpe), avec seulement de minuscules restes de deux doigts, chacun ancrant une seule plume. Ainsi, alors que les ailes des chauves-souris et des oiseaux sont fonctionnellement convergentes, elles ne sont pas anatomiquement convergentes. [3] [37] Les oiseaux et les chauves-souris partagent également une forte concentration de cérébrosides dans la peau de leurs ailes. Cela améliore la souplesse de la peau, un trait utile pour les animaux volants, les autres mammifères ont une concentration beaucoup plus faible. [38] Les ptérosaures éteints ont développé indépendamment des ailes de leurs membres antérieurs et postérieurs, tandis que les insectes ont des ailes qui ont évolué séparément de différents organes. [39]

Les écureuils volants et les planeurs de sucre sont très semblables dans leurs plans corporels, avec des ailes de glisse étirées entre leurs membres, mais les écureuils volants sont des mammifères placentaires tandis que les planeurs de sucre sont des marsupiaux, largement séparés au sein de la lignée des mammifères. [40]

Les sphinx colibris et les colibris ont développé des modèles de vol et d'alimentation similaires. [41]

Pièces buccales d'insectes Modifier

Les pièces buccales des insectes montrent de nombreux exemples d'évolution convergente. Les pièces buccales de différents groupes d'insectes sont constituées d'un ensemble d'organes homologues, spécialisés pour l'apport alimentaire de ce groupe d'insectes. L'évolution convergente de nombreux groupes d'insectes a conduit des pièces buccales mordantes-masticatrices originales à différents types de fonctions dérivées, plus spécialisées. Ceux-ci incluent, par exemple, la trompe des insectes floricoles tels que les abeilles et les coléoptères [42] [43] [44] ou les pièces buccales piqueuses d'insectes hématophages tels que les puces et les moustiques.

Pouces opposables Modifier

Les pouces opposables permettant de saisir des objets sont le plus souvent associés aux primates, comme les humains, les singes, les singes et les lémuriens. Les pouces opposables ont également évolué chez les pandas géants, mais ceux-ci ont une structure complètement différente, ayant six doigts, y compris le pouce, qui se développe à partir d'un os du poignet entièrement séparément des autres doigts. [45]

Primates Modifier

L'évolution convergente chez l'homme comprend la couleur des yeux bleus et la couleur de la peau claire. [46] Lorsque les humains ont migré hors d'Afrique, ils se sont déplacés vers des latitudes plus septentrionales avec une lumière du soleil moins intense. [46] Il leur a été bénéfique de réduire la pigmentation de leur peau. [46] Il semble certain qu'il y a eu un éclaircissement de la couleur de la peau avant Les lignées européennes et est-asiatiques ont divergé, car il existe des différences génétiques éclaircissantes pour la peau qui sont communes aux deux groupes. [46] Cependant, après que les lignées ont divergé et sont devenues génétiquement isolées, la peau des deux groupes s'est éclaircie davantage, et cet éclaircissement supplémentaire était dû à différent modifications génétiques. [46]

Les lémuriens et les humains sont tous deux des primates. Les primates ancestraux avaient les yeux bruns, comme la plupart des primates aujourd'hui. La base génétique des yeux bleus chez l'homme a été étudiée en détail et on en sait beaucoup à ce sujet. Ce n'est pas le cas qu'un locus de gène soit responsable, disons avec une dominante brune à la couleur des yeux bleus. Cependant, un seul locus est responsable d'environ 80% de la variation. Chez les lémuriens, les différences entre les yeux bleus et bruns ne sont pas complètement connues, mais le même locus génique n'est pas impliqué. [47]

Fixation du carbone Modifier

Alors que l'évolution convergente est souvent illustrée par des exemples animaux, elle s'est souvent produite dans l'évolution des plantes. Par exemple, C4 la photosynthèse, l'un des trois principaux processus biochimiques de fixation du carbone, s'est produite indépendamment jusqu'à 40 fois. [48] ​​[49] Environ 7 600 espèces végétales d'angiospermes utilisent C4 fixation du carbone, avec de nombreux monocotylédones dont 46 % de graminées comme le maïs et la canne à sucre, [50] [51] et des dicotylédones dont plusieurs espèces chez les Chénopodiacées et les Amaranthacées. [52] [53]

Fruits Modifier

Un bon exemple de convergence chez les plantes est l'évolution des fruits comestibles comme les pommes. Ces pépins incorporent (cinq) carpelles et leurs tissus accessoires formant le trognon de la pomme, entourés de structures extérieures au fruit botanique, le réceptacle ou hypanthium. D'autres fruits comestibles incluent d'autres tissus végétaux [54] par exemple, la partie charnue d'une tomate correspond aux parois du péricarpe. [55] Cela implique une évolution convergente sous pression sélective, en l'occurrence la compétition pour la dissémination des graines par les animaux via la consommation de fruits charnus. [56]

La dispersion des graines par les fourmis (myrmécochorie) a évolué indépendamment plus de 100 fois et est présente dans plus de 11 000 espèces végétales. C'est l'un des exemples les plus dramatiques d'évolution convergente en biologie. [57]

Carnivore Modifier

Le carnivore a évolué plusieurs fois indépendamment chez les plantes en groupes largement séparés. Chez trois espèces étudiées, Céphalotus folliculaire, Népenthès alata et Sarracénie purpurea, il y a eu convergence au niveau moléculaire. Les plantes carnivores sécrètent des enzymes dans le liquide digestif qu'elles produisent. En étudiant les enzymes phosphatase, glycoside hydrolase, glucanase, RNAse et chitinase ainsi qu'une protéine liée à la pathogenèse et une protéine liée à la thaumatine, les auteurs ont trouvé de nombreuses substitutions d'acides aminés convergentes. Ces changements n'étaient pas sur les sites catalytiques des enzymes, mais plutôt sur les surfaces exposées des protéines, où elles pourraient interagir avec d'autres composants de la cellule ou du liquide digestif. Les auteurs ont également découvert que des gènes homologues chez la plante non carnivore Arabidopsis thaliana ont tendance à voir leur expression augmentée lorsque la plante est stressée, ce qui conduit les auteurs à suggérer que les protéines sensibles au stress ont souvent été cooptées [c] dans l'évolution répétée du carnivore. [58]

La reconstruction phylogénétique et la reconstruction de l'état ancestral procèdent en supposant que l'évolution s'est produite sans convergence. Des modèles convergents peuvent cependant apparaître à des niveaux plus élevés dans une reconstruction phylogénétique, et sont parfois explicitement recherchés par les chercheurs. Les méthodes appliquées pour déduire l'évolution convergente dépendent du fait que l'on s'attend à une convergence basée sur des modèles ou sur des processus. La convergence basée sur les modèles est le terme plus large, pour quand deux ou plusieurs lignées évoluent indépendamment des modèles de traits similaires. La convergence basée sur les processus se produit lorsque la convergence est due à des forces similaires de sélection naturelle. [59]

Mesures basées sur des motifs Modifier

Les méthodes antérieures pour mesurer la convergence incorporent des rapports de distance phénotypique et phylogénétique en simulant l'évolution avec un modèle de mouvement brownien de l'évolution des traits le long d'une phylogénie. [60] [61] Des méthodes plus récentes quantifient également la force de convergence. [62] Un inconvénient à garder à l'esprit est que ces méthodes peuvent confondre la stase à long terme avec la convergence en raison de similitudes phénotypiques. La stase se produit lorsqu'il y a peu de changement évolutif parmi les taxons. [59]

Les mesures basées sur la distance évaluent le degré de similitude entre les lignées au fil du temps. Les mesures basées sur la fréquence évaluent le nombre de lignées qui ont évolué dans un espace de trait particulier. [59]

Mesures basées sur les processus Modifier

Les méthodes pour déduire la convergence basée sur les processus adaptent des modèles de sélection à une phylogénie et à des données de traits continues pour déterminer si les mêmes forces sélectives ont agi sur les lignées. Celui-ci utilise le processus Ornstein-Uhlenbeck (OU) pour tester différents scénarios de sélection. D'autres méthodes reposent sur une a priori spécification de l'endroit où se sont produits les changements de sélection. [63]


L'œil de poulpe présente-t-il l'équivalent de la fovéa chez les primates ? - La biologie

L'évolution de l'œil humain

Aucune discussion sur l'évolution ne semble complète sans aborder le sujet de l'œil humain. Malgré son apparence anatomique d'une simplicité trompeuse, l'œil humain est une structure incroyablement compliquée. Même en cette ère de grand apprentissage et compréhension scientifiques, toute la complexité de l'œil humain n'a pas encore été entièrement comprise. Il semble qu'un apprentissage accru s'accompagne d'un étonnement accru dans la mesure où la complexité qui semblait autrefois accessible continue d'être toujours aussi incompréhensible, sinon plus. Il est bien documenté que Darwin s'émerveillait de la complexité de l'œil, même du peu qu'il en savait par rapport à la science moderne. Et pourtant, bien qu'il ne puisse pas expliquer exactement comment, il croyait qu'une complexité aussi étonnante pouvait être développée à travers un processus naturaliste d'évolution. De très petits changements, sélectionnés comme avantageux, pourraient être transmis et multipliés sur de nombreuses générations pour produire des miracles majeurs de complexité tels que l'œil humain.

De toute évidence, Darwin n'était pas fou. Sa théorie de l'évolution proposée et ses explications de base concernant le développement progressif de structures complexes, telles que l'œil, ont convaincu la grande majorité des scientifiques modernes. Alors, qu'a-t-il proposé exactement pour expliquer la complexité de structures telles que l'œil humain ? Considérez la citation suivante de Darwin.

La raison me dit que si de nombreuses gradations d'un œil simple et imparfait à un œil complexe et parfait peuvent être démontrées, chaque catégorie étant utile à son possesseur, comme c'est certainement le cas si plus loin, l'œil varie toujours et les variations sont héritées. , comme c'est également certainement le cas et si de telles variations devaient être utiles à tout animal dans des conditions de vie changeantes, alors la difficulté de croire qu'un œil parfait et complexe pourrait être formé par la sélection naturelle, bien qu'insurmontable par notre imagination, ne devrait pas être considéré comme subversif de la théorie. 1

Darwin était incapable d'expliquer exactement ce qui se passait, mais il a proposé une évolution progressive de l'œil humain en montrant des exemples de différences dans les yeux d'autres créatures qui semblaient moins complexes. Ces différences ont été ordonnées par étapes de progression du plus simple des yeux au plus complexe. Il semblait en effet y avoir un bon nombre d'intermédiaires qui reliaient un type d'œil à un autre type dans un schéma évolutif. Certains des yeux les plus "simples" ne sont rien de plus que des taches d'un petit nombre de cellules sensibles à la lumière regroupées. Ce type d'œil n'est bon que pour détecter la lumière de l'obscurité. Il ne peut pas détecter une image. À partir de cet œil simple, Darwin a procédé à la démonstration de créatures aux yeux de plus en plus complexes jusqu'à ce que le niveau de complexité de l'œil humain soit atteint.

Ce scénario semble certainement raisonnable. Cependant, de nombreuses théories qui semblent initialement raisonnables sur le papier sont ensuite réfutées. De telles théories ont besoin de preuves expérimentales directes pour les étayer avant d'être acceptées purement et simplement comme « scientifiques ». Les structures complexes telles que les yeux évoluent-elles réellement dans la vraie vie ? Pour autant que j'ai pu le trouver, il n'y a aucune preuve documentée que quelqu'un ait développé un œil ou même une tache oculaire par le biais d'un mécanisme de sélection quelconque chez une créature qui n'avait pas d'œil auparavant. De plus, je n'ai vu aucune preuve documentée de l'évolution d'un type d'œil vers un autre type d'œil chez une créature. Autant que je sache, une telle évolution n'a jamais été directement observée. Bien sûr, l'argument est qu'une telle évolution prend des milliers, voire des millions d'années pour se produire. Peut-être, mais sans la capacité d'observation directe et de test, de telles hypothèses, aussi raisonnables soient-elles, doivent maintenir un degré de foi plus élevé.

La foi nécessaire dans un tel scénario augmente encore plus si l'on considère le fait que même un simple point sensible à la lumière est extrêmement compliqué, impliquant un grand nombre de protéines et de systèmes protéiques spécialisés. Ces protéines et systèmes sont intégrés de telle manière que si l'on en supprimait une, la vision cesserait. En d'autres termes, pour que le miracle de la vision se produise, même pour un point sensible à la lumière, un grand nombre de protéines et de systèmes différents devraient évoluer simultanément, car sans elles toutes présentes à la fois, la vision ne se produirait pas. Par exemple, la première étape de la vision est la détection de photons. Afin de détecter un photon, des cellules spécialisées utilisent une molécule appelée 11-cis-rétinienne. Lorsqu'un photon de lumière interagit avec cette molécule, il change de forme presque instantanément. Il est maintenant appelé trans-rétinien. Ce changement de forme provoque un changement de forme d'une autre molécule appelée rhodopsine.La nouvelle forme de la rhodopsine est appelée métarhodopsine II. La métarhodopsine II adhère maintenant à une autre protéine appelée transducine, la forçant à laisser tomber une molécule attachée appelée GDP et à ramasser une autre molécule appelée GTP. La molécule GTP-transducine-métarhodopsine II se fixe maintenant à une autre protéine appelée phosphodiestérase. Lorsque cela se produit, la phosphodiestérase clive des molécules appelées cGMP. Ce clivage des cGMP réduit leur nombre relatif dans la cellule. Cette réduction de cGMP est détectée par un canal ionique. Ce canal ionique empêche l'ion sodium de pénétrer dans la cellule. Ce blocage de l'entrée du sodium dans la cellule provoque un déséquilibre de charge à travers la membrane cellulaire. Ce déséquilibre de charge envoie un courant électrique au cerveau. Le cerveau interprète alors ce signal et le résultat est appelé vision. De nombreuses autres protéines sont maintenant nécessaires pour reconvertir les protéines et autres molécules que nous venons de mentionner à leurs formes originales afin qu'elles puissent détecter un autre photon de lumière et signaler le cerveau. Si l'une de ces protéines ou molécules est manquante, même dans le système oculaire le plus simple, la vision ne se produira pas. 2

La question maintenant bien sûr est, comment un tel système pourrait-il évoluer progressivement ? Toutes les pièces doivent être en place simultanément. Par exemple, à quoi cela servirait-il pour un ver de terre qui n'a pas d'yeux de faire évoluer soudainement la protéine 11-cis-rétinienne dans un petit groupe ou "spot" de cellules sur sa tête ? Ces cellules ont désormais la capacité de détecter des photons, mais alors ? Quel est l'avantage pour le ver de terre? Maintenant, disons que d'une manière ou d'une autre, ces cellules développent toutes les protéines nécessaires pour activer une charge électrique à travers leurs membranes en réponse à un photon de lumière les frappant. Et alors?! A quoi bon pour eux de pouvoir établir un gradient électrique à travers leurs membranes s'il n'y a pas de voie nerveuse vers le minuscule cerveau du ver ? Maintenant, que se passerait-il si cette voie évoluait soudainement et qu'un tel signal pouvait être envoyé au cerveau du ver. Et alors?! Comment le ver saura-t-il quoi faire de ce signal ? Il devra apprendre ce que signifie ce signal. L'apprentissage et l'interprétation sont des processus très compliqués impliquant un grand nombre d'autres protéines dans d'autres systèmes uniques. Maintenant, le ver de terre, au cours d'une vie, doit développer la capacité de transmettre cette capacité d'interpréter la vision à sa progéniture. Si elle ne transmet pas cette capacité, la progéniture doit également apprendre ou la vision ne lui offre aucun avantage. Tous ces merveilleux processus ont besoin d'une réglementation. Aucune fonction n'est bénéfique à moins qu'elle ne puisse être régulée (éteinte et allumée). Si les cellules photosensibles ne peuvent pas être éteintes une fois allumées, la vision ne se produit pas. Cette capacité de régulation est également très compliquée impliquant un grand nombre de protéines et d'autres molécules - qui doivent toutes être en place initialement pour que la vision soit bénéfique.

Maintenant, et si nous n'avions pas à expliquer l'origine du premier "spot" sensible à la lumière. L'évolution des yeux plus complexes est simple à partir de ce point. . . droit? Pas exactement. (Voir la discussion de l'article de Nilsson et Pelger ci-dessous) :

La théorie de Nilsson et Pelger sur l'évolution des yeux

En 1994, Nilsson et Pelger ont publié ce qui allait devenir un article classique souvent référencé sur l'évolution de l'œil complexe de type caméra à partir d'un simple ocelle sensible à la lumière. 22 Dans leur article, ils ont soutenu qu'une série de gradations insensibles, 1829 étapes au total séparées par 1% de changements d'acuité visuelle, pourraient être franchies par une population en évolution dans environ 350 000 générations - ou environ 500 000 ans. Les figures suivantes illustrent leur théorie :

L'illustration ci-dessus est recouverte d'un support sombre et présente un revêtement épithélial translucide devant les cellules sensibles à la lumière. Des exemples de créatures avec des ocelles plates simples incluent la méduse cnidaire, les turbellaires (vers plats qui ont des ocelles qui fonctionnent à la fois comme photo- et chimiorécepteurs), les annélides (c'est-à-dire les vers segmentés), les chenilles et les étoiles de mer. Les vers de terre et les oursins ont des ocelles constituées de photorécepteurs unicellulaires dispersés sur tout leur épithélium de surface ( Lien ). Le corps entier de certaines créatures avec des ocelles est en grande partie translucide. Certaines de ces créatures n'ont pas de cellules pigmentées associées et ne peuvent donc dire aucune sorte de directionnalité pour déterminer la source de lumière. Tout ce qu'ils peuvent dire, c'est si l'environnement qui les entoure est clair ou sombre. Cependant, d'autres créatures largement translucides ont des cellules pigmentées. Cette caractéristique permet de déterminer la direction de la source de lumière afin que la créature puisse délibérément se diriger vers ou s'éloigner de la source de lumière.

Ensuite, l'ocelle se creuse vers l'intérieur. Cela augmente l'acuité visuelle en permettant à l'œil de détecter la direction d'où vient la lumière mieux qu'un ocelle plate. Les planaires (vers plats) ont de tels yeux à fossettes.

Ensuite, le bord de la fosse commence à se resserrer pour former une ouverture ou "quotaperture" plus étroite.

Autour de ce point, la fosse commence à se remplir d'un matériau transparent semblable à de la gelée. On pense que produire cette gelée serait assez simple pour la plupart des créatures - probablement pas plus d'une ou deux mutations. Il est suggéré que cette gelée ou bave aide à maintenir la forme de la fosse et aide à protéger les cellules sensibles à la lumière des dommages chimiques. Et, la gelée pourrait également garder la boue et d'autres débris hors de l'œil.

L'ouverture continue de diminuer. L'acuité visuelle augmente jusqu'à ce que l'ouverture devienne si petite qu'elle commence à bloquer trop de lumière. Il viendra un moment où l'ouverture sera de la taille parfaite. Une plus grande ouverture donne une moins bonne vue, et une plus petite donne une moins bonne vue. (La taille exacte qui est "parfaite" dépend de la luminosité de l'éclairage dans un environnement particulier.) Un exemple d'œil sans lentille à ouverture étroite se trouve dans le nautile chambré.

Ensuite, une lentille est nécessaire. Pour obtenir une lentille, une masse en forme de boule de cellules claires avec une légère augmentation de l'indice de réfraction est nécessaire. Une fois cette masse formée, elle peut être affinée par de très légères augmentations de l'indice de réfraction pour produire une acuité visuelle de plus en plus grande.

Un exemple d'un tel œil avec une lentille "primitive" se trouve dans l'escargot de jardin romain (Helix aspersa) ou limace.

Maintenant que l'œil a une lentille, l'ouverture n'est pas au bon endroit. L'œil sera plus aigu si le cristallin se déplace vers le centre de courbure de la surface sensible à la lumière. Ainsi, au fil du temps, non seulement la lentille bouge, mais son indice de réfraction augmente avec un grand indice au centre de la lentille par rapport aux bords de la lentille. Ceci est possible car le cristallin est fabriqué à partir d'un mélange de protéines. Le rapport des protéines peut être différent à différents endroits, de sorte que le matériau de la lentille n'est pas optiquement uniforme. Il est courant qu'une lentille biologique ait un indice de réfraction plus élevé au centre qu'aux bords. Cet "indice gradué" améliore considérablement la qualité de l'image dans la mesure où il est capable de corriger la distorsion.

Et alto ! - l'évolution d'un œil de type caméra est achevée après une série de "gradations insensibles" de Darwin.

La vidéo suivante où Nilsson explique sa théorie de l'évolution des yeux :

Problèmes avec la théorie du papier

Il n'y a cependant que quelques problèmes avec cette "théorie" de l'évolution des yeux. L'argument est que les écarts morphologiques sont si étroits qu'il serait très simple de passer d'une gradation d'acuité visuelle à l'autre sans plus d'une ou deux mutations génétiques. En fait, il est souvent avancé que ces gradations existent déjà dans une population qui exprime l'une des étapes énumérées ci-dessus. Par exemple, une population qui a des ocelles plates est dite avoir au moins quelques individus au sein de la population qui ont des ocelles légèrement alvéolées. Si un changement dans les pressions sélectives favorisait un ocelle capitonné avec une légère augmentation de l'acuité visuelle, bientôt la majorité de la population aurait des ocelles capitonnées. Le problème avec cette notion est qu'aucune population de créatures avec des ocelles plates ne montre une sorte de gamme intra-population comme celle-ci, même si une petite partie de la population a des ocelles alvéolées à un degré sélectionnable. C'est une affirmation courante, mais ce n'est tout simplement pas vrai.

Maintenant, si ces 1 829 gradations sont réellement des étapes évolutives qui sont en fait suffisamment petites pour être franchies dans un ordre assez court (quelques générations chacune dans des conditions sélectives), il semble tout à fait probable que de telles plages d'expression morphologique seraient observées au sein d'un seul pool génétique de une seule espèce. Mais, ils ne le sont pas. Les espèces qui ont de simples ocelles plates sensibles à la lumière n'ont que des ocelles plates sensibles à la lumière. Aucun individu de cette espèce ne présente une sorte d'œil à fossettes qui aurait un avantage sélectif en ce qui concerne l'augmentation de l'acuité visuelle. Ce seul fait suggère que ces étapes apparemment petites ne sont probablement pas si simples en ce qui concerne les changements génétiques sous-jacents coordonnés qui seraient nécessaires pour passer d'une étape à l'autre.

Un gros problème avec ces étapes morphologiques est qu'elles ne prennent pas en considération le fait que la vision est plus impliquée que ce qui se passe juste dans l'œil. Afin de tirer parti de l'amélioration de l'acuité visuelle dans l'œil, le cerveau doit également changer de manière à être capable d'interpréter les informations que l'œil lui envoie. Sinon, si le cerveau est toujours en mesure d'apprécier uniquement les différences entre la lumière et l'obscurité envoyées par l'œil, sans être capable d'interpréter des motifs spécifiques de lumière et d'obscurité sur la rétine, il n'y aurait aucun avantage sélectif d'un capitonné par rapport à un plat. ocelle. En raison de cette exigence, quelle que soit l'évolution qui se produit dans l'œil, elle doit être soutenue par une évolution équivalente du développement cérébral et des pouvoirs d'interprétation.

Un autre problème intéressant avec l'argument en faveur d'un avantage sélectif pour un œil à fossettes par rapport à une ocelle plate est le fait que la détermination de la direction générale d'une source lumineuse peut être obtenue avec une ocelle plate. Le capitonnage n'est pas nécessaire pour déterminer la direction relative d'où vient un faisceau de lumière. Tout ce qui est nécessaire est une capacité à faire pivoter l'ocelle par rapport à la source de lumière combinée à la capacité du cerveau à associer les différences d'intensité lumineuse avec le changement d'orientation de l'ocelle par rapport à la source de lumière. Ce type de capacité associative pourrait produire essentiellement le même effet de pouvoir localiser et même suivre ou se déplacer vers une source de lumière sans avoir besoin de produire un œil capitonné ou en forme de coupe. En effet, l'espèce Euglena, avec juste un patch plat de cellules sensibles à la lumière, peut nager vers une source de lumière - - aucune capitonnage nécessaire (Lien). En fait, certaines créatures, comme les étoiles de mer et les oursins, n'ont pas du tout de ocelles, mais sont toujours sensibles à la lumière dans la mesure où elles peuvent se déplacer vers des sources de plus grande intensité lumineuse ( Lien ).

Un autre problème potentiel consiste à faire en sorte que des milliers de cellules photosensibles travaillent ensemble en coordination en même temps pour produire un effet capitonné. Quelle sorte de mutation simple produirait un tel effet parmi des milliers de cellules où chacune doit être spécifiquement orientée par rapport à toutes les autres pour former une « fossette » au lieu d'une « protrusion » ou une sorte d'autre surface irrégulière ? - exactement au bon endroit pour affecter le point sensible à la lumière de manière ordonnée ? Certains soutiennent qu'une ou deux mutations peuvent produire et produisent souvent d'importants changements morphologiques. Le problème avec cet argument est que tous les exemples de grands changements morphologiques résultant de petites mutations sont basés sur des pertes de caractéristiques morphologiques préétablies. Il n'y a tout simplement pas d'exemples où une petite mutation produit une grande différence morphologique où un système de fonction unique entièrement nouveau est produit ou une nouvelle modification structurelle, pas seulement une perte de structures préexistantes, entraîne en réalité une amélioration de la fonction. Lorsqu'il s'agit de produire des gains réels dans de nouvelles altérations structurelles bénéfiques impliquant un grand nombre de cellules (ou même de blocs de construction subcellulaires), les informations codées sous-jacentes impliquées ne sont tout simplement pas si simples. La même chose est vraie pour la production d'une lentille ou d'une structure semblable à une lentille - même "primitive". Obtenir un tas de cellules épithéliales translucides pour former une structure sphérique et ensuite développer un indice de réfraction accru n'est pas si facile - à n'importe quel niveau sélectionnable d'acuité visuelle améliorée.

Ce ne sont là que quelques-unes des raisons pour lesquelles les travaux de Nilsson et Pelger ne sont toujours rien de plus qu'une "théorie du papier" toutes ces années plus tard. Ce qui semble très bien fonctionner sur le papier peut ne pas fonctionner aussi bien lorsqu'il s'agit de mettre la théorie du papier à l'épreuve de la vie réelle. Aucun de ces tests n'a réellement réussi, même si tester cette théorie n'est pas si difficile à faire. Tout ce qu'il faudrait faire serait de prendre une créature avec un ocelle plat et de lui faire produire un tas de descendants, de sélectionner artificiellement la progéniture avec les ocelles les plus capitonnées, de leur faire produire la prochaine génération, sélectionner à nouveau les descendants avec les plus capitonnés ocelles, et ainsi de suite. Très rapidement, en quelques générations, il devrait être très facile de démontrer l'évolution des ocelles capitonnées et de montrer que ces ocelles sont en fait fonctionnellement avantageuses en ce qui concerne la localisation des sources de lumière par rapport à l'utilisation d'une simple ocelle plate chez les créatures évoluées. .

Une telle démonstration expérimentale reste à faire. Si jamais cela se faisait, avec succès, cela ferait certainement sensation au sein de la communauté scientifique. Le créationnisme et les théoriciens du design intelligent en prendraient un énorme coup si une telle expérience réussissait réellement. Jusqu'à ce que cela se produise, cependant, la théorie de l'évolution des yeux de Nilsson et Pelger n'est pas vraiment une véritable théorie scientifique puisqu'elle n'a en fait été soumise à aucun test de la vie réelle potentiellement falsifiant. Cela reste donc une hypothèse de travail - au mieux une théorie de papier.

Oh, mais qu'en est-il des "défauts de conception" de l'œil humain ? C'est un argument courant en faveur de l'évolution qu'aucun concepteur intelligent ne concevrait quoi que ce soit avec des défauts. L'évolution d'autre part, étant un processus naturaliste d'essais et d'erreurs, explique facilement l'existence de défauts dans le monde naturel. Bien que beaucoup soient convaincus par cet argument, cet argument en lui-même suppose les motivations et les capacités du concepteur. Dire que tout ce qui est conçu doit correspondre à nos conceptions individuelles de la perfection avant que nous puissions détecter le design est clairement erroné.

Certains pourraient remettre en question la conception d'un tableau de Picasso, mais personne ne remet en question le fait qu'il a été conçu, même n'ayant jamais rencontré Picasso. Un enfant pourrait construire un wagon couvert pour faire courir les enfants du quartier dans un derby de wagons couverts. Sa voiture pourrait ne pas répondre à l'idée de perfection de qui que ce soit, mais la plupart ne remettraient pas en question l'idée qu'elle a été conçue. Ou, quelqu'un peut délibérément modifier la conception d'un ancien designer pour des raisons personnelles. Cette altération elle-même est conçue par un nouveau designer et peut être détectée comme telle. Bien qu'elle ne soit pas « bénéfique » pour la fonction globale ou les intentions du concepteur d'origine, la modification peut toujours être comprise comme étant conçue. Par exemple, si quelqu'un coupe les pneus d'une voiture avec une lame de rasoir, serait-il exact pour quelqu'un qui passe par la suite de supposer automatiquement qu'un processus évolutif était à l'œuvre en raison de la présence de ce prétendu défaut de conception actuel ? Bien qu'un pneu tranché puisse ne pas sembler logique à créer pour un concepteur de pneus, le défaut lui-même n'exclut pas automatiquement un concepteur. Un concepteur de défauts très intelligent pourrait être à l'œuvre et la carte de visite pourrait être la preuve abondante d'une intelligence et d'un but élevés. Ou encore, les défauts de conception peuvent être le résultat d'une dégradation naturelle et non représentatifs de l'objectif ou de la création d'origine du concepteur. Un pneu de voiture qui a parcouru 50 000 milles peut avoir quelques "défauts" de plus qu'il n'en avait lors de sa fabrication. Tout s'use. Les gens vieillissent, souffrent de douleurs lombaires, d'arthrite, de démence sénile et de caries dentaires. S'agit-il de défauts de conception ou de l'usure d'un superbe design qui n'a pas duré éternellement ? En termes simples, ce n'est pas parce que quelqu'un peut penser à un meilleur design ou à une amélioration d'un ancien design que l'ancien design n'a pas été conçu.

Un autre problème lié à la recherche de défauts de conception dans la nature est que nous ne connaissons pas toutes les informations qu'il faut connaître. Ce qui nous semble être un défaut de conception au départ, peut s'avérer être un avantage une fois que nous en saurons plus sur les besoins d'un système, d'une créature ou d'un concepteur particulier. Dans tous les cas, examinons de plus près les défauts de conception supposés de l'œil humain.

Dans son livre de 1986, "The Blind Watchmaker", le célèbre biologiste évolutionniste Richard Dawkins possède cet argument de défaut de conception pour l'œil humain :

« N'importe quel ingénieur supposerait naturellement que les cellules photoélectriques seraient pointées vers la lumière, leurs fils remontant vers le cerveau. Il rirait à toute suggestion que les photocellules pourraient pointer loin de la lumière, avec leurs fils partant du côté le plus proche de la lumière. Pourtant, c'est exactement ce qui se passe dans toutes les rétines de vertébrés. Chaque photocellule est en effet câblée à l'envers, son fil dépassant du côté le plus proche de la lumière. Le fil doit parcourir la surface de la rétine jusqu'à un point où il plonge à travers un trou dans la rétine (ce qu'on appelle la « tache aveugle ») pour rejoindre le nerf optique. Cela signifie que la lumière, au lieu d'avoir un libre passage vers les photocellules, doit traverser une forêt de fils de connexion, subissant vraisemblablement au moins une certaine atténuation et distorsion (en fait, probablement pas beaucoup mais, quand même, c'est le principe de la chose qui offenserait n'importe quel ingénieur bien rangé). Je ne connais pas l'explication exacte de cet étrange état de choses. La période pertinente de l'évolution est il y a si longtemps." 3

L'argument de Dawkins semble certainement intuitif. Cependant, le problème de se fier strictement à l'intuition est que l'intuition seule n'est pas scientifique. De nombreuses hypothèses bien pensées ont semblé irréprochables sur le papier, mais lorsqu'elles sont mises à l'épreuve, elles s'avèrent ne pas fonctionner aussi bien qu'on l'espérait. Des problèmes et des difficultés imprévus surviennent. Des solutions nouvelles et innovantes, non envisagées auparavant, sont devenues essentielles pour obtenir la fonction souhaitée. Le problème de Dawkins n'est pas celui d'une intuition raisonnable, mais celui d'un manque de testabilité de son hypothèse. Aussi raisonnable que cela puisse paraître, à moins que Dawkins ne soit capable de tester ses hypothèses pour voir si en fait « inversé » est meilleur que la construction rétinienne « inversée » pour les besoins de l'humain, cette hypothèse de son reste non testée et donc non étayée par la méthode scientifique. Au-delà de ce problème, même s'il prouvait scientifiquement qu'une rétine verte est en fait plus raisonnable pour la vision humaine, cela ne réfuterait toujours pas scientifiquement la conception. Comme décrit précédemment, prouver des défauts de conception selon une compréhension ou un besoin personnel ne réfute pas l'hypothèse selon laquelle cette conception défectueuse était néanmoins conçue.

Puisqu'un concepteur n'a pas été exclu par cet argument de Dawkins, la théorie naturaliste de l'évolution n'est pas un défaut automatique.Aussi vraie que soit la théorie de l'évolution, elle n'est pas soutenue scientifiquement sans testabilité. C'est ce que les évolutionnistes doivent fournir et c'est exactement ce qui manque. La force de la théorie de la conception ne réside pas dans sa capacité à montrer la perfection dans la conception, mais dans sa capacité à indiquer l'improbabilité statistique d'une méthode naturaliste pour expliquer la complexité de la vie qui est évidente dans des structures telles que l'œil humain. Les défauts supposés n'éliminent pas ce défi statistique aux théories évolutionnistes. L'erreur de Dawkins est de supposer que la pensée, les connaissances et la motivation de tous les designers sont similaires à sa pensée, ses connaissances et sa motivation.

Les problèmes de Dawkins sont encore exacerbés par son propre aveu que la rétine inversée fonctionne très bien. Son argumentation n'est pas principalement celle qui discute des défaillances techniques de la rétine inversée, mais d'ordre esthétique. La rétine inversée n'a tout simplement pas sembler droit à lui indépendamment du fait que le inverser la rétine est la rétine utilisée par les animaux dotés du système de vision (formateur d'images) le plus aigu au monde.

Le plus avancé verté rétines dans le monde appartiennent au poulpe et au calmar (céphalopodes). Une rétine moyenne d'une pieuvre contient 20 millions de cellules photoréceptrices. La rétine humaine moyenne contient environ 126 millions de cellules photoréceptrices. Ce n'est rien comparé aux oiseaux qui ont jusqu'à 10 fois plus de photorécepteurs et deux à cinq fois plus de cônes (les cônes détectent la couleur) que les humains. 4,5 Les humains ont une place sur la rétine appelée "fovea centralis". La fovéa est une zone centrale dans la partie centrale de la rétine humaine appelée macula. Dans cette zone, les humains ont une concentration beaucoup plus élevée de photorécepteurs, en particulier de cônes. Aussi, dans ce cas particulier zone, les vaisseaux sanguins, les nerfs et les cellules ganglionnaires sont déplacés de sorte qu'ils ne s'interposent pas entre la source lumineuse et les cellules photoréceptrices, éliminant ainsi même cette interférence minimale avec le trajet direct de la lumière. Cela crée une zone d'acuité visuelle élevée avec une acuité visuelle décroissante vers la périphérie de la rétine humaine. Les cônes dans la macula (et ailleurs) ont également un rapport de 1:1 aux cellules ganglionnaires. Les cellules ganglionnaires aident à prétraiter les informations reçues par les photorécepteurs rétiniens. Pour les bâtonnets de la rétine, une seule cellule ganglionnaire traite les informations de plusieurs, voire des centaines de bâtonnets, mais ce n'est pas le cas des cônes dont la concentration la plus élevée se trouve dans la macula. La macula fournit les informations nécessaires pour maximiser les détails de l'image, et les informations obtenues par les zones périphériques de la rétine aident à fournir des informations à la fois spatiales et contextuelles. Par rapport à la périphérie, la macula est 100 fois plus sensible aux petits traits que dans le reste de la rétine. Cela permet à l'œil humain de se concentrer sur une zone spécifique du champ de vision sans être trop distrait par la vision périphérique. 6

Les rétines d'oiseaux, en revanche, n'ont pas de macula ou de fovea centralis. L'acuité visuelle est égale dans tous les domaines. Les rétines de poulpe manquent également de fovea centralis, mais ont ce qu'on appelle une linea centralis. La linea centralis forme une bande d'acuité plus élevée horizontalement à travers la rétine de la pieuvre. Une caractéristique unique des yeux des octopodes est que, quelle que soit la position de leur corps, leurs yeux conservent toujours la même position relative par rapport au champ gravitationnel de la Terre à l'aide d'un organe appelé statocyste. La raison de cela semble être liée au fait que les rétines des octopodes sont configurées pour détecter les projections horizontales et verticales dans leurs champs visuels. 7 Cela nécessite une manière prévisible de juger de l'horizontalité et de la verticalité. Les octopodes utilisent cette capacité, non pas tant pour former des images que les vertébrés, mais pour détecter des modèles de mouvement. Ce Il est intéressant de noter que quelle que soit la forme d'un objet, les octopodes réagiront à certains mouvements comme ils le feraient pour des proies qui font des mouvements similaires. Cependant, si sa proie normale ne bouge pas, une pieuvre ne répondra généralement pas. 8,9 À cet égard, la vision des octopodes est similaire à celle d'un œil composé de type insecte. L'œil octopode a en fait été appelé un œil composé avec une seule lentille. 10 À d'autres égards, il est également plus simple dans son traitement de l'information que ne l'est l'œil des vertébrés. Les photorécepteurs ne sont constitués que de bâtonnets et les informations transmises par ces bâtonnets ne passent par aucune sorte de cellule(s) ganglionnaire(s) périphérique(s) de traitement. 11 Les yeux des octopodes ne sont pas configurés pour la perception de petits détails, mais pour la perception de motifs et de mouvements, éliminant ainsi le besoin de la puissance de traitement très élevée observée dans les yeux humains et autres vertébrés.

La puissance de traitement élevée des yeux humains et autres vertébrés n'est pas bon marché. C'est très cher et l'organisme paie un prix élevé pour le maintien d'un niveau de détection et de puissance de traitement aussi élevé. La rétine a les demandes énergétiques/taux métabolique les plus élevés de tous les tissus du corps entier. La consommation d'oxygène de la rétine humaine (par gramme de tissu) est 50 % supérieure à celle du rein, 300 % supérieure à celle du cortex cérébral (du cerveau) et 600 % supérieure à celle du muscle cardiaque. Ce sont des chiffres pour la rétine dans son ensemble. La couche de cellules photoréceptrices, prise seule, a une demande métabolique significativement plus élevée. 12,13 Toute cette énergie doit être fournie rapidement et efficacement. Directement sous chaque photorécepteur se trouve la couche choroïde. Cette couche contient un lit capillaire dense appelé choriocapillaris. La seule chose qui sépare les capillaires du contact direct avec les photorécepteurs est la couche épithéliale pigmentée rétinienne (EPR) très fine (une cellule d'épaisseur). Ces capillaires sont beaucoup plus gros que la moyenne avec un diamètre de 18 à 50 microns. Ils fournissent un apport sanguin relatif énorme par gramme de tissu et jusqu'à 80% de l'apport sanguin total pour l'œil entier. D'autre part, l'artère rétinienne qui traverse le « point aveugle » et se distribue à travers la rétine antérieure en répondant aux besoins de la couche neurale, ne contribue qu'à 5 % de l'apport sanguin total à la rétine. 15 La proximité de l'apport sanguin choroïdien aux cellules photoréceptrices sans aucun tissu ou espace intermédiaire supplémentaire tel que les nerfs et les cellules ganglionnaires (c. quantités de déchets générés. Les cellules qui éliminent ces déchets et réapprovisionnent plusieurs éléments nécessaires aux photorécepteurs sont les cellules RPE.

Les bâtonnets et les cônes de tous les jours perdent environ 10 % de leurs disques segmentés. Les tiges font en moyenne 700 à 1 000 disques tandis que les cônes font en moyenne 1 000 à 1 200 disques. 16 Cela en soi crée une demande métabolique très importante sur les cellules RPE qui doivent recycler ce grand nombre de disques perdus. De manière pratique, ces disques n'ont pas à parcourir trop de distance pour atteindre les cellules RPE car ils se détachent de l'extrémité du photorécepteur qui entre directement en contact avec la couche cellulaire RPE. Si ces disques étaient décollés dans la direction opposée (vers le cristallin et la cornée), leur niveau élevé de desquamation créerait bientôt une brume trouble devant les photorécepteurs, qui ne pourrait pas être éliminée aussi rapidement qu'il serait nécessaire pour maintenir le niveau le plus élevé. degré de clarté visuelle. Ce taux de recyclage élevé maintient la très grande sensibilité des photorécepteurs. Les cellules RPE contiennent également de la rétinol isomérase. Le trans-rétinien doit être reconverti en 11-cis-rétinal dans la cascade moléculaire visuelle. Avec l'aide de la vitamine A et du rétinol isomérase, les cellules RPE sont capables de le faire, puis de transférer ces molécules rajeunies vers les photorécepteurs. 17 Ce qui est amusant, c'est que les cellules RPE dans la rétine des céphalopodes n'ont pas d'isomérase de rétinol. 18 Cependant, les rétines de tous les vertébrés voyants contiennent cette enzyme importante. Toutes ces fonctions nécessitent de grandes quantités d'énergie et les cellules RPE, comme les cellules photoréceptrices, doivent donc être à proximité d'un très bon apport sanguin, ce qu'elles sont bien sûr. De plus, comme son nom l'indique, les cellules RPE sont pigmentées avec un pigment très foncé/noir appelé mélanine. Cette mélanine absorbe la lumière diffusée, empêchant ainsi les réflexions parasites des photons et l'activation indirecte des photorécepteurs. Cela aide considérablement à la création d'une image claire/nette sur la rétine. Il existe un système différent pour certains autres vertébrés comme le chat qui ont une couche réfléchissante appelée tapetum lucidus, qui permet une meilleure vision nocturne (six fois meilleure que les humains) mais une mauvaise vision diurne. 19

On voit donc que les rétines inversées semblent avoir des avantages au moins marginaux sinon significatifs en fonction des besoins de leurs propriétaires. Nous avons également la preuve que les meilleurs yeux au monde pour la détection et l'interprétation d'images sont tous inversés en ce qui concerne leur organisation rétinienne. En ce qui concerne les inconvénients, ils n'ont généralement pas d'importance pratique par rapport à la fonction relative globale. Même Dawkins semble admettre que son malaise est principalement d'ordre esthétique. Considérez l'admission suivante de Dawkins :

À une exception près, tous les yeux que j'ai illustrés jusqu'à présent ont leurs cellules photoélectriques devant les nerfs qui les relient au cerveau. C'est la façon évidente de le faire, mais elle n'est pas universelle. Le ver plat garde ses cellules photoélectriques apparemment du mauvais côté de leurs nerfs de connexion. Il en va de même de notre propre œil de vertébré. Les photocellules sont dirigées vers l'arrière, loin de la lumière. Ce n'est pas aussi idiot qu'il y paraît. Puisqu'ils sont très petits et transparents, peu importe dans quelle direction ils pointent : la plupart des photons passeront directement à travers, puis passeront le gant des déflecteurs chargés de pigments attendant de les attraper. 20

Il s'avère que les problèmes supposés que Dawkins trouve avec la rétine inversée deviennent des avantages réels à la lumière des récentes recherches publiées par Kristian Franze et. al., dans le numéro de mai 2007 de PNAS (voir illustration ci-dessus). Il s'avère que « les cellules sont des fibres optiques vivantes dans la rétine des vertébrés ». 21 Considérez les observations et les conclusions des auteurs dans le résumé suivant de leur article :

Bien que les cellules biologiques soient pour la plupart transparentes, ce sont des objets de phase qui diffèrent par leur forme et leur indice de réfraction. Toute image projetée à travers des couches de cellules orientées de manière aléatoire sera normalement déformée par la réfraction, la réflexion et la diffusion. Contre-intuitivement, la rétine de l'œil des vertébrés est inversée par rapport à sa fonction optique et la lumière doit traverser plusieurs couches tissulaires avant d'atteindre les cellules photoréceptrices détectrices de lumière. Nous rapportons ici les propriétés optiques spécifiques des cellules gliales présentes dans la rétine, qui pourraient contribuer à optimiser cette situation apparemment défavorable. Nous avons étudié le tissu rétinien intact et les cellules de Muller individuelles, qui sont des cellules gliales radiales couvrant toute l'épaisseur de la rétine. Les cellules de Muller ont une forme d'entonnoir étendu, un indice de réfraction plus élevé que le tissu environnant et sont orientées dans le sens de la propagation de la lumière. La microscopie confocale à transmission et réflexion du tissu rétinien in vitro et in vivo a montré que ces cellules fournissent un passage à faible diffusion pour la lumière de la surface rétinienne aux cellules photoréceptrices. En utilisant un piège laser à double faisceau modifié, nous avons également pu démontrer que les cellules de Muller individuelles agissent comme des fibres optiques. De plus, leur réseau parallèle dans la rétine rappelle les plaques à fibres optiques utilisées pour le transfert d'images à faible distorsion. Ainsi, les cellules de Muller semblent arbitrer le transfert d'image à travers la rétine des vertébrés avec une distorsion minimale et une faible perte. Cette découverte élucide une caractéristique fondamentale de la rétine inversée en tant que système optique et attribue une nouvelle fonction aux cellules gliales. 21

Et Dawkins voudrait-il nous faire croire qu'aucun designer "intelligent" ne l'aurait fait de cette façon ? Vraiment?

Dire alors que l'œil humain est la preuve certaine d'un manque de conception réfléchie, est un peu présomptueux je pense. Cela semble être particulièrement vrai si l'on considère le fait que le meilleur de la science humaine et de l'ingénierie modernes n'a pas produit ne serait-ce qu'une fraction des capacités de calcul et d'imagerie de l'œil humain. Comment pouvons-nous alors, aussi ignorants que nous devons être au sujet de tels miracles de fonction complexe, espérer juger avec précision l'adéquation ou la logique relative de quelque chose qui dépasse de si loin nos propres capacités ? Quelqu'un qui ne peut même pas s'approcher de la compréhension ou de la création de l'objet qu'il observe devrait-il penser à critiquer, sans parler de dénigrer le travail qui se trouve devant lui ? Ce serait comme un enfant de six ans essayant de dire à un ingénieur comment concevoir un gratte-ciel ou que l'un de ses bâtiments est "meilleur" que les autres. Jusqu'à ce que Dawkins ou quelqu'un d'autre puisse réellement faire quelque chose d'aussi bon ou meilleur que l'œil humain, je les inviterais à considérer la bêtise de leurs efforts en essayant de porter des jugements de valeur sur de telles choses qui sont évidemment parmi les plus belles et au-delà des plus des œuvres étonnantes du génie humain et de l'art existant.

Si et quand les humains atteignent et dépassent ce niveau de créativité et de génie et sont capables de prouver expérimentalement l'existence de défauts réels dans la fonction des yeux humains et d'autres merveilles, cette preuve exclurait-elle un concepteur ? Non. Intuitivement, une telle complexité que nous voyons dans les êtres vivants semble parler pour le design dans la mesure où elle a l'apparence évidente du design. Richard Dawkins l'admet dans le titre de son livre, "L'horloger aveugle". Pour ceux qui souhaitent proposer un mécanisme naturaliste pour expliquer la complexité, le fardeau de la preuve ne peut pas être allégé en faisant appel à de prétendus "défauts" de conception. Le mieux que les évolutionnistes puissent faire pour réfuter la théorie de la conception est de démontrer quelques exemples réels d'évolution en action où un mécanisme purement naturaliste fonctionne en fait pour former une fonction comparablement complexe de parties en interaction. Je n'ai pas encore vu cela fait. Dans l'état actuel des choses, la théorie de l'évolution est basée uniquement sur la corrélation et l'inférence, mais pas sur une démonstration réelle. Les meilleurs exemples d'évolution en action concernent l'évolution de fonctions enzymatiques très simples, comme l'évolution de l'enzyme galactosidase dans E. coli. et même cette évolution a ses limites évidentes. Je n'ai pas encore vu évoluer un système de fonction « irréductiblement complexe » où la fonction en question nécessite plus de quelques centaines de « parties » d'acides aminés assez spécifiées travaillant ensemble en même temps. Par exemple, le système de motilité bactérienne flagellaire nécessite plusieurs milliers de "parties" d'acides aminés assez spécifiques sous la forme de quelques dizaines de protéines individuelles, travaillant ensemble en harmonie unifiée en même temps. Bien sûr, il existe de nombreux types différents de systèmes de motilité bactérienne possibles, mais tous nécessitent plusieurs milliers d'acides aminés assez spécifiés travaillant ensemble en même temps avant que la fonction de motilité puisse être réalisée. Un tel niveau de complexité fonctionnelle n'a jamais été observé pour évoluer à travers une sorte de processus naturaliste.

Si l'on regarde attentivement le temps moyen requis pour l'évolution d'un tel système de fonctions en plusieurs parties, Dawkins et d'autres évolutionnistes attendront très probablement très longtemps une confirmation expérimentale. Pas étonnant que les allégations hypothétiques de défauts de conception soient si courantes. Il ne semble pas y avoir grand-chose d'autre à donner comme exemple significatif d'évolution réelle en action. Les statistiques sont contre un tel processus qui fonctionne réellement dans la vie réelle (un peu comme une machine à mouvement perpétuel). Ainsi, les évolutionnistes se retrouvent avec l'argument du défaut de conception - un argument qui repose sur la compréhension supposée de l'identité, des motifs et des capacités de tout concepteur ou groupe de concepteurs possible. De tels arguments ne prouvent rien sauf l'arrogance de ceux qui utilisent de tels arguments - surtout quand ceux-là mêmes qui proposent de tels arguments ne peuvent rien faire de comparable, même de loin, à beaucoup moins mieux que ce qu'ils dénigrent.

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Discussion

Il existe une controverse concernant la sécurité de la réticulation du collagène scléral (CXL) par la riboflavine/ultraviolet A (UVA), comme les dommages rétiniens induits par les ultraviolets.Par rapport aux CXL accélérées utilisant des temps de traitement plus courts avec des irradiations UVA plus élevées [24-25], l'approche CXL conventionnelle (3,0 mW/cm 2 , 30 min) a été appliquée dans la présente recherche car elle a été généralement étudiée et appliquée à la fois aux expériences in vivo du CXL scléral [11, 13, 20] et en pratique clinique du CXL cornéen [26-27]. Selon des études antérieures [11–13], la sclère équatoriale a été choisie comme zone de traitement des procédures sclérales CXL, et la résistance biomécanique de la sclère s'est avérée augmentée pendant plus de 8 mois après l'opération. Alors que les résultats de sécurité et le risque potentiel pour la rétine étaient encore incertains [28]. Dans cette étude, les paramètres biologiques de la rétine et de la choroïde ont été étudiés par des examens SD-OCT et OCTA, dans le but de vérifier l'innocuité de cette technique CXL sclérale in vivo chez les primates.

Dans l'analyse de l'épaisseur rétinienne, SD-OCT a été réalisée en pré- et postopératoire. Il n'y avait pas de différence statistique entre les yeux CXL et les yeux témoins à différentes périodes pré-/post-opératoires dans l'épaisseur rétinienne des neuf sous-champs ETDRS (chacun P>0,05). Ces résultats ont indiqué que l'épaisseur de la rétine dans la zone mesurée n'était pas affectée par la CXL sclérale chez les singes rhésus.

La densité de flux est l'indice reflétant la mesure quantitative de la densité vasculaire [29]. Dans la présente étude, aucune différence statistique n'a été notée entre deux groupes à différentes périodes pré-/post-opératoires dans la densité de flux des réseaux vasculaires superficiels rétiniens (chaque P>0,05). Il a été démontré que la densité vasculaire superficielle dans la zone maculaire n'était pas affectée par la CXL sclérale chez les singes rhésus.

L'épaisseur de la choroïde à 1 500 μm du centre de la fovéa des yeux CXL a révélé une réduction significative à 1 semaine après l'opération (P<0,05), mais elle a augmenté par la suite à partir d'un mois après l'opération, et aucune différence statistique n'a été trouvée entre les deux groupes dans les périodes suivantes ( chaque P>0.05). Dans les autres zones, il n'y avait pas de différence statistique entre les deux groupes en postopératoire (chacun P>0,05). Dans des études antérieures [30–32], de nombreux facteurs pourraient influencer l'épaisseur choroïdienne, notamment l'âge, la longueur axiale, le sexe et la pression oculaire, et on ne sait toujours pas comment ou si ces facteurs affectent la géométrie choroïdienne locale. L'hypothèse a été démontrée que la circulation choroïdienne pourrait jouer un rôle dans la distribution de l'épaisseur choroïdienne [33-34] ainsi, la diminution du volume dans le lit vasculaire choroïdien conduirait à une réduction de l'épaisseur choroïdienne.

Dans cette étude, aucune différence statistique n'a été notée dans la PIO, l'équivalent sphérique et la longueur axiale entre deux groupes dans différentes périodes pré-/post-opératoires. Ainsi, étant donné que la sclère est une sorte de tissu avec une vascularisation clairsemée et pénétrée par des vaisseaux sanguins alimentant la choroïde, nous supposons que les capillaires locaux dans le tissu scléral pourraient être affectés temporairement par la chirurgie CXL, entraînant une réduction du flux sanguin dans la zone d'irradiation. Par conséquent, la circulation choroïdienne locale pourrait être temporairement altérée. Il est possible que la diminution de la circulation choroïdienne ait entraîné une épaisseur choroïdienne plus mince en phase postopératoire aiguë, et qu'elle puisse revenir à un niveau normal concomitant à la régulation autonome [33, 35] par la suite selon les résultats de la présente étude. Alors que la densité du flux vasculaire et l'épaisseur de la rétine n'étaient pas affectées par le CXL scléral en postopératoire.

Il convient de mentionner les limites potentielles de notre étude. Premièrement, les paramètres rétiniens et choroïdiens mesurés in vivo dans cette étude se limitent au pôle postérieur du globe oculaire, où n'est pas sous-jacent le traitement. Cependant, il n'y a pas eu d'équipement OCT fournissant le logiciel de mesure dans la région équatoriale jusqu'à présent. Les effets nocifs potentiels à proximité immédiate du site d'application doivent être étudiés dans le cadre d'un examen histologique plus poussé. Deuxièmement, alors que la mesure manuelle de l'épaisseur choroïdienne est l'un des inconvénients de cette étude, jusqu'à présent, aucun logiciel de mesure automatisée n'est fourni par les équipements existants. Enfin, ces résultats pourraient être valables pour les singes rhésus, et il n'a pas été précisé si les résultats sont applicables à d'autres espèces.

En conclusion, la présente étude a révélé que l'épaisseur choroïdienne près de la région réticulée peut changer temporairement après la CXL sclérale. Cela peut être le résultat d'un dysfonctionnement microcirculatoire transitoire réversible de la choroïde, et il pourrait se rétablir progressivement après 1 mois après l'opération. La densité du flux vasculaire et l'épaisseur de la rétine n'étaient pas affectées par la CXL sclérale. Le rôle potentiel du CXL scléral dans l'effet de ce changement reste à étudier. Une étude plus approfondie doit être réalisée pour évaluer le résultat pathologique et l'effet à long terme du CXL scléral en application clinique.