La théorie métabolique postule que les contraintes physiques sur l’absorption et l’allocation d’énergie conduisent les processus biologiques. Cette théorie prédit de larges modèles écologiques tels que la relation d’échelle allométrique observée entre le taux métabolique des animaux et la taille corporelle.
Université Monash les scientifiques ont défié la sagesse conventionnelle selon laquelle les contraintes physiques expliquent les schémas biologiques. Ils ont créé un nouveau modèle mathématique de croissance animale qui décrit comment les animaux consacrent de l’énergie à la croissance et à la reproduction à mesure qu’ils vieillissent et grandissent.
Auteur principal de l’étude, le professeur Craig White de l’Université Monash L’École des sciences biologiques et le Centre de biologie géométrique ont déclaré : “Malgré le fait que les organismes vivants ne peuvent pas enfreindre les lois de la physique, l’évolution s’est montrée extraordinairement apte à trouver des failles.”
“Un problème inexpliqué en biologie concerne la relation non proportionnelle (allométrique) entre l’énergie métabolisme et la taille.
“Trouver que le métabolisme d’un animal peut être expliqué sans invoquer de contraintes physiques signifie que nous avons cherché au mauvais endroit pour trouver des réponses sur les raisons pour lesquelles ce schéma répandu se produit.”
“Nous pensons que les contraintes physiques ne déterminent pas autant la biologie que nous observons qu’on le supposait auparavant, et que l’évolution a un éventail d’options plus large qu’on ne le pensait auparavant.”
Au cours de la croissance ou de l’évolution, un gain de taille est souvent suivi d’une augmentation moins que proportionnelle des besoins énergétiques, de sorte que les créatures plus géantes consomment moins de nourriture et dépensent moins d’énergie que les plus petites.
Par exemple, les petits mammifères comme les musaraignes peuvent avoir besoin de consommer jusqu’à trois fois leur poids dans la nourriture chaque jour, alors que les baleines à fanons les plus géantes ne mangent que 5 à 30 % de leur poids corporel en krill chaque jour.
Professeur Blanc a dit, “Notre étude va à l’encontre de la sagesse conventionnelle selon laquelle des modèles biologiques tels que la mise à l’échelle allométrique se produisent en raison de contraintes physiques.”
“Nous avons conçu un modèle mathématique de croissance animale qui décrit comment les animaux déplacent leur allocation d’énergie de la croissance à la reproduction à mesure qu’ils grandissent en âge et en taille, et montrent que la reproduction à vie est maximisée lorsque le métabolisme évolue de manière disproportionnée avec la taille.”
«De nombreux modèles présentés depuis le début du XIXe siècle ont utilisé des contraintes physiques ou géométriques pour expliquer ce schéma, mais pas le nôtre. En termes simples, les théories classiques soutenaient que les animaux ont le métabolisme qu’ils ont parce qu’ils le doivent ; nous constatons qu’ils ont le métabolisme qu’ils ont parce que c’est le meilleur.
« L’étude a montré que la mise à l’échelle allométrique ne doit pas nécessairement résulter de limites physiques ou géométriques. Au lieu de cela, la sélection naturelle, et non la physique, favorise la mise à l’échelle allométrique.
Référence de la revue :
- Craig R. White et al., La mise à l’échelle métabolique est le produit de l’optimisation de l’histoire de vie, La science (2022). EST CE QUE JE: 10.1126/science.abm7649
