Règles biologiques - Biological rules

Le mammouth pygmée est un exemple de nanisme insulaire , un cas de règle de Foster , sa taille inhabituellement petite étant une adaptation aux ressources limitées de son île natale.

Une règle biologique ou une loi biologique est une loi généralisée , un principe ou une règle empirique formulée pour décrire les modèles observés dans les organismes vivants. Les règles et les lois biologiques sont souvent développés aussi succincts, des moyens largement applicables pour expliquer des phénomènes complexes ou observations saillants sur l' écologie et biogéographiques distributions de plantes et d' animaux des espèces dans le monde, mais ils ont été proposés pour ou étendu à tous les types d'organismes. Beaucoup de ces régularités écologiques et biogéographiques portent le nom des biologistes qui les ont décrites pour la première fois.

Dès la naissance de leur science, les biologistes ont cherché à expliquer les régularités apparentes des données d'observation. Dans sa biologie , Aristote a déduit des règles régissant les différences entre les tétrapodes vivants (en termes modernes, les mammifères placentaires terrestres ). Parmi ses règles figuraient que la taille du couvain diminue avec la masse corporelle adulte, tandis que la durée de vie augmente avec la période de gestation et la masse corporelle, et la fécondité diminue avec la durée de vie. Ainsi, par exemple, les éléphants ont des couvées plus petites et moins nombreuses que les souris, mais une durée de vie et une gestation plus longues. Des règles comme celles-ci organisaient de manière concise la somme des connaissances obtenues par les premières mesures scientifiques du monde naturel et pouvaient être utilisées comme modèles pour prédire les observations futures. Parmi les premières règles biologiques des temps modernes figurent celles de Karl Ernst von Baer (à partir de 1828) sur le développement embryonnaire , et de Constantin Wilhelm Lambert Gloger sur la pigmentation animale, en 1833. Il existe un certain scepticisme parmi les biogéographes quant à l'utilité des règles générales. Par exemple, JC Briggs, dans son livre Biogeography and Plate Tectonics de 1987 , commente que si les règles de Willi Hennig sur la cladistique « ont généralement été utiles », sa règle de progression est « suspecte ».

Liste des règles biologiques

La règle de Bergmann stipule que la masse corporelle augmente avec un climat plus froid, comme ici chez l' orignal suédois .
  • La règle d'Allen stipule que les formes corporelles et les proportions des endothermes varient en fonction de la température climatique, soit en minimisant la surface exposée pour minimiser la perte de chaleur dans les climats froids, soit en maximisant la surface exposée pour maximiser la perte de chaleur dans les climats chauds. Il porte le nom de Joel Asaph Allen qui l'a décrit en 1877.
  • La règle de Bateson stipule que les pattes supplémentaires sont symétriques par rapport à leurs voisines, comme lorsqu'une patte supplémentaire apparaît dans la cavité de la patte d'un insecte. Il porte le nom du généticien pionnier William Bateson qui l'a observé en 1894. Il semble être causé par la fuite de signaux de position à travers l'interface membre-membre, de sorte que la polarité du membre supplémentaire est inversée.
  • La règle de Bergmann stipule qu'au sein d'un clade taxonomique largement distribué, des populations et des espèces de plus grande taille se trouvent dans des environnements plus froids, et des espèces de plus petite taille se trouvent dans des régions plus chaudes. Elle s'applique, sauf exceptions, à de nombreux mammifères et oiseaux. Il a été nommé d'après Carl Bergmann qui l'a décrit en 1847.
  • La règle de Cope stipule que les lignées de populations animalesont tendance à augmenter en taille corporelle au cours de l'évolution. La règle porte le nom du paléontologue Edward Drinker Cope .
  • Le gigantisme des grands fonds, noté en 1880 par Henry Nottidge Moseley , affirme que les animaux des grands fonds sont plus gros que leurs homologues des eaux peu profondes. Dans le cas des crustacés marins, il a été proposé que l'augmentation de la taille avec la profondeur se produise pour la même raison que l'augmentation de la taille avec la latitude (règle de Bergmann) : les deux tendances impliquent une augmentation de la taille avec la diminution de la température.
    La loi d'irréversibilité de Dollo affirme qu'une fois qu'un organisme a évolué d'une certaine manière, il ne reviendra pas exactement à une forme antérieure.
  • La loi d'irréversibilité de Dollo , proposée en 1893 par le paléontologue belge d' origine française Louis Dollo stipule qu'"un organisme ne revient jamais exactement à un état antérieur, même s'il se trouve placé dans des conditions d'existence identiques à celles dans lesquelles il a vécu auparavant. . il garde toujours une trace des étapes intermédiaires par lesquelles il est passé."
  • La règle d'Eichler stipule que la diversité taxonomique des parasites co-varie avec la diversité de leurs hôtes. Il a été observé en 1942 par Wolfdietrich Eichler, et porte son nom.
    La règle d'Emery stipule que les insectes parasites sociaux comme les bourdons coucous choisissent des hôtes étroitement apparentés, dans ce cas d'autres bourdons .
  • La règle d'Emery , remarquée par Carlo Emery , stipule que les parasites sociaux des insectes sont souvent étroitement liés à leurs hôtes, par exemple appartenir au même genre.
  • La règle de Foster, la règle de l' île ou l' effet d'île stipule que les membres d'une espèce deviennent plus petits ou plus gros en fonction des ressources disponibles dans l'environnement. La règle a été énoncée pour la première fois par J. Bristol Foster en 1964 dans la revue Nature , dans un article intitulé "L'évolution des mammifères sur les îles".
  • La loi de Gause ou le principe d'exclusion compétitive , du nom de Georgy Gause , stipule que deux espèces en compétition pour la même ressource ne peuvent coexister à des valeurs de population constantes. La compétition conduit soit à l'extinction du concurrent le plus faible, soit à unchangement évolutif ou comportemental vers une niche écologique différente.
  • La règle de Gloger stipule qu'au sein d'une espèce d' endothermes , des formesplus fortement pigmentées ont tendance à être trouvées dans des environnementsplus humides , par exemple près de l' équateur . Il a été nommé d'après le zoologiste Constantin Wilhelm Lambert Gloger , qui l'a décrit en 1833.
  • La règle de Haldane stipule que si dans une espèce hybride un seul sexe est stérile , ce sexe est généralement le sexe hétérogamétique . Le sexe hétérogamétique est celui avec deux chromosomes sexuels différents; chez les mammifères, c'est le mâle, avec les chromosomes XY. Il porte le nom de JBS Haldane .
  • La règle de Hamilton stipule que les gènes devraient augmenter en fréquence lorsque la parenté d'un destinataire à un acteur, multipliée par le bénéfice pour le destinataire, dépasse le coût de reproduction pour l'acteur. Il s'agit d'une prédiction de la théorie de la sélection de parenté formulée par WD Hamilton .
  • La règle de Harrison stipule que la taille du corps des parasites varie avec celle de leurs hôtes. Il a proposé la règle pour les poux , mais des auteurs ultérieurs ont montré qu'elle fonctionnait aussi bien pour de nombreux autres groupes de parasites, notamment les balanes, les nématodes, les puces, les mouches, les acariens et les tiques, et pour le cas analogue des petits herbivores sur les grandes plantes.
  • La règle de progression de Hennig stipule que lorsqu'on considère un groupe d'espèces en cladistique , les espèces avec les caractères les plus primitifs se trouvent dans la partie la plus ancienne de la zone, qui sera le centre d'origine de ce groupe. Il porte le nom de Willi Hennig , qui a conçu la règle.
  • La règle de Jordan stipule qu'il existe une relation inverse entre la température de l'eau et les caractéristiques méristiques telles que le nombre de rayons de nageoires , de vertèbres ou de nombres d'écailles, qui augmentent avec la diminution de la température. Il porte le nom du père de l' ichtyologie américaine, David Starr Jordan .
    Le principe de Lack fait correspondre la taille de la couvée au plus grand nombre de jeunes que les parents peuvent nourrir
  • Le principe de Lack , proposé par David Lack , stipule que « la taille de la couvée de chaque espèce d'oiseau a été adaptée par sélection naturelle pour correspondre au plus grand nombre de jeunes pour lesquels les parents peuvent, en moyenne, fournir suffisamment de nourriture ».
  • La règle de Rapoport stipule que lesaires de répartition latitudinales des plantes et des animaux sont généralement plus petites aux latitudes plus basses qu'aux latitudes plus élevées. Il a été nommé d'après Eduardo H. Rapoport par GC Stevens en 1989.
  • La règle de Rensch stipule que, parmi les espèces animales d'une lignée, le dimorphisme sexuel de la taille augmente avec la taille corporelle lorsque le mâle est le plus gros sexe et diminue à mesure que la taille corporelle augmente lorsque la femelle est le plus gros sexe. La règle s'applique aux primates , aux pinnipèdes (phoques) et aux ongulés à doigts égaux (tels que les bovins et les cerfs). Il porte le nom de Bernhard Rensch , qui l'a proposé en 1950.
  • La loi de Schmalhausen , du nom d' Ivan Schmalhausen , stipule qu'une population à l'extrême limite de sa tolérance dans un aspect est plus vulnérable aux petites différences dans tout autre aspect. Par conséquent, la variance des données n'est pas simplement un bruit interférant avec la détection de ce qu'on appelle les « effets principaux », mais aussi un indicateur de conditions de stress conduisant à une plus grande vulnérabilité.
  • La règle de Thorson stipule que les invertébrés marins benthiques aux basses latitudes ont tendance à produire un grand nombre d'œufs se développant en pélagiques (souvent planctotrophes [se nourrissant de plancton]) et se dispersant largement, alors qu'aux hautes latitudes, ces organismes ont tendance à produire moins et plus de lécithotrophes (jaune- alimentation) œufs et progénitures plus grosses, souvent par viviparité ou ovoviviparité , qui sont souvent couvées. Il a été nommé d'après Gunnar Thorson par SA Mileikovsky en 1971.
    La loi de Williston stipule que dans les lignées telles que les arthropodes , les membres ont tendance à devenir moins nombreux et plus spécialisés, comme le montrent les écrevisses (à droite), alors que les trilobites plus basaux avaient de nombreuses pattes similaires.
  • La loi de Van Valen stipule que la probabilité d' extinction des espèces et des taxons supérieurs (tels que les familles et les ordres) est constante pour chaque groupe au fil du temps ; les groupes ne deviennent ni plus résistants ni plus vulnérables à l'extinction, quelle que soit l'ancienneté de leur lignée. Il porte le nom de la biologiste évolutionniste Leigh Van Valen .
  • Les lois de von Baer , découvertes par Karl Ernst von Baer , stipulent que les embryons partent d'une forme commune et évoluent vers des formes de plus en plus spécialisées, de sorte que la diversification de la forme embryonnaire reflète l' arbre taxonomique et phylogénétique . Par conséquent, tous les animaux d'un phylum partagent un embryon précoce similaire; les animaux des taxons plus petits (classes, ordres, familles, genres, espèces) partagent des stades embryonnaires de plus en plus tardifs. Cela contrastait fortement avec la théorie dela récapitulation de Johann Friedrich Meckel (et plus tard d' Ernst Haeckel ), qui affirmait que les embryons passaient par des stades ressemblant à des organismes adultes à partir des stades successifs de la scala naturae, des niveaux d'organisation supposés les plus bas aux plus hauts.
  • La loi de Williston , remarquée pour la première fois par Samuel Wendell Williston , stipule que les parties d'un organisme ont tendance à se réduire en nombre et à se spécialiser dans leur fonction. Il avait étudié la dentition des vertébrés et noté que là où les animaux anciens avaient des bouches avec différents types de dents, les carnivores modernes avaient des incisives et des canines spécialisées pour déchirer et couper la chair, tandis que les herbivores modernes avaient de grandes molaires spécialisées pour broyer les matières végétales dures.

Voir également

Les références