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Faire face ou vivre avec : le stress et l’évolution

Le stress, réduit à sa plus simple expression, est le fait de se trouver dans un environnement qui ne nous convient pas, la confrontation avec des évènements aussi peu agréables que du sucre dans son café si on est un thèsard, ou un passage soudain de la température au-dessous de 0 °C si on est […]

Le stress, réduit à sa plus simple expression, est le fait de se trouver dans un environnement qui ne nous convient pas, la confrontation avec des évènements aussi peu agréables que du sucre dans son café si on est un thèsard, ou un passage soudain de la température au-dessous de 0 °C si on est une espèce tropicale. L’apparition d’un stress dans la vie d’un organisme (d’une population) va avoir différentes conséquences possibles, qu’il est important de considérer avec l’œil d’un évolutionniste. La durée du stress va conditionner beaucoup de choses, notamment la réponse qui est mobilisée, et par conséquent les effets sur la population. Sans compter que, selon que le stress est biotique (des prédateurs ou des pathogènes) ou non, la situation est sensiblement différente.

On peut distinguer, à la cuiller, deux situations. Dans la première, on gère le stress, et un simple ajustement de la physiologie suffit à s’en sortir. Si la température augmente, on pourra toujours y répondre en produisant des auréoles (disons sous les bras) aussi peu esthétiques qu’elles sont physiologiquement justifiées. Même si la réponse n’est pas, a priori, sélective, on a quand même un prix en terme de fitness, la valeur adaptative qui détermine si on transmet ou pas nos gènes (essayez d’accoster quelqu’un précédé d’une bonne vieille odeur de transpi si vous doutez du point précédent). La deuxième situation est plus délicate : on ne s’en sort plus en répondant par un léger ajustement de sa physiologie, il faut maintenant être génétiquement adapté à la nouvelle situation pour survivre : le stress va devenir un facteur de sélection, qui va conduire à l’élimination des individus sensibles de la population.

Si l’intensité du stress est un facteur qui détermine s’il y a action de la sélection, le taux d’exposition est lui aussi déterminant : même si un stress est très important, s’il n’est pas appliqué longtemps, ou pas souvent, l’effet de la sélection risque d’être minimum. Et si le stress alterne (autrement dit, si on oscille autour de l’optimum), il peut se passer une chose assez intéressante : la sélection de différentes stratégies. On a vu les deux grands types de stratégies qu’on pouvait rencontrer : soit on fait face au stress (résistance), soit on vit avec les conséquences (tolérance).

Une des questions qu’on se pose, quand on est un organisme qui stresse et qui veut survivre, c’est bien sûr « comment on s’en sort ? ». Par quelle ruse sournoise va t-on pouvoir se tirer de cette fâcheuse situation ? La réponse est assez évidente. Si on veut résister au stress, il faut choper une mutation adaptative, et le meilleur moyen de faire ça, c’est d’aller le plus vite possible pour accumuler des mutations. Chez les bactéries notamment, l’augmentation du taux de mutation a une valeur adaptative importante en contexte de stress (1). Un moyen intéressant d’acquérir rapidement des mutations est de se diviser plus vite, autrement dit d’augmenter son taux de croissance. On a l’assurance d’avoir laissé des descendants, et en plus on augmente ses chances de tomber sur une mutation avantageuse.

Vous voyez qu’il faut écouter ceux qui vous disent qu’il n’y a pas de meilleur anti-stress que le sexe !

Sauf que, comme toujours, il y a les parasites. Par définition, le parasite modifie les traits de vie de son hôte, diminue sa fitness, et dans l’ensemble, fait tout son possible pour lui rendre la vie impossible. En bref, c’est un stress comme un autre. Encore une fois, on peut se dire que plus on se reproduit, plus on risque de tomber sur la mutation qui nous rend résistant. Et, d’ailleurs, en présence de parasites, on a remarqué que c’est ceux qui mutent le plus qui s’en sortent le mieux (2). Sauf que, si on veut augmenter ses chances de mutation en se reproduisant plus, on est un peu en train de se tirer une balle dans le pied. Pour une raison toute simple, d’ailleurs : plus on est nombreux, plus on offre au parasite la possibilité de se reproduire, et par conséquent, plus on risque de se ramasser nous-même un parasite. Sans compter que, toujours dans le cas des bactéries, on a pu montrer que plus on se divise rapidement, plus on aide le parasite à faire de même (3).

Pour résumer, on a une stratégie qui semble super avantageuse dans le cas ou le stress n’est pas vivant, mais qui devient incroyablement dangereuse quand ce même stress devient biotique. Voilà un exemple qui souligne à quel point les interactions avec l’environnement et avec les autres espèces sont liées, et poussent les organismes dans des directions souvent très différentes.

Un peu de lecture :

  1. Bjedov I, et al. (2003) Stress-Induced Mutagenesis in Bacteria. Science 300(5624):1404 – 1409.

  2. Pal C, Oliver A, Schachar I, & Buckling A (2007) Coevolution with viruses drives the evolution of bacterial mutation rates. Nature 450(7172):1079.

  3. Rabinovitch A, Fishov I, Hadas H, Einav M, & Zaritsky A (2002) Bacteriophage T4 Development in Escherichia coli is Growth Rate Dependent. Journal of Theoretical Biology 216(1):1 – 4.

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Timothée