Les pattes du gecko

[Carcharodon]

Bonjour,

Au cours d'une discussion, hier soir, un ami m'expliquait qu'il avait côtoyé des gecko pendant quelques temps, en Indonésie.
On en est arrivé a parler de leurs fameux doigts poilus adhésifs, je lui disait que des chercheurs avaient récemment réussi a reproduire a peu près correctement leurs spécificités et obtenu l'effet adhésif recherché au prix d'une débauche de moyens techniques et d'une extrême miniaturisation.

j'en suis du coup arrivé a me poser une question, sur laquelle nous avons un peu débattu :

Comment l'évolution peut-elle permettre l'apparition d'un tel organe si sophistiqué ?
Sa première objection a été de me signifier que l'évolution opère par essais aléatoires et que, si l'avantage est avéré (cad s'il procure un avantage a celui qui en dispose), une mutation a de bonnes chances de se transmettre.
Puis, l'avantage évolutif se perfectionne avec le temps.
Exemple l'œil.

j'attendais l'objection légitime, mais elle ne peut me satisfaire dans le cas du gecko (c'est pas forcément le seul, loin de là, mais c'est sur cet exemple que ces questions me sont venues).

Si on prend sa technique d'adhésion : soit ça fonctionne, soit ça ne fonctionne pas.
j'ai du mal comprendre comment un objet aussi sophistiqué que la couche adhésive sous ses pattes puisse être apparue.
Tant que l'effet adhésif ne fonctionne pas, il n'y a aucun avantage a conserver les mutations originelles qui aboutiront aux "poils adhérant".
Ça peut même certainement être un handicap ! car avant que ça n'obtienne la sophistication requise, ça pourrait même dégrader l'adhérence des pattes.
Et pour obtenir cet effet, il faut immédiatement obtenir une miniaturisation et une sophistication extrême (avec des poils auto nettoyants en plus !)

Je ne peux concevoir, d'un autre coté, une mutation extraordinaire qui aurait permis d'un seul coup d'obtenir un objet si merveilleux de précision minuscule.

Donc j'ai du mal a piger comment les doigts du gecko peuvent avoir des caractéristiques aussi hautement technologiques qu'aujourd'hui. Plus exactement, je me demande comment cet avantage évolutif a bien pu apparaitre et perdurer avant de se montrer d'une réelle efficacité... si c'est comme ça que ça s'est passé !

Merci pour vos lumières.
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[Carcharodon]

Incroyable !!
en entrant "evolution gecko" dans google, a la suite d'avoir ouvert ce topic, je tombe la dessus =>

http://ma-tvideo.france2.fr/video/iLyROoafYIQh.html

Ça commence très bien, par une belle description technique d'une charmante dame a l'accent délicieux ... jusqu'à la dernière minute ou elle prétend que c'est la preuve que c'est l'œuvre d'Allah !



Bien entendu, je comprendrais qu'on me dise qu'il n'y a pas encore d'explication scientifique satisfaisante plutôt que de gober ces insanités ésotériques.

En tout cas je trouve la question passionnante du point de vue scientifique !
L'évolution est une chose prodigieuse, a n'en pas douter, dont plein de processus nous échappent.
J'espère qu'il y a cependant quelques éléments de réponse à ma question.

[invite765732342432]

Tant que l'effet adhésif ne fonctionne pas, il n'y a aucun avantage a conserver les mutations originelles qui aboutiront aux "poils adhérant".

Cette mutation n'est pas délétère. Donc il n'y a aucune raison qu'elle soit contre-sélectionnée. Ces mutations resteront sans doute dans la population.

Si on prend sa technique d'adhésion : soit ça fonctionne, soit ça ne fonctionne pas.

Vraiment ?
Les geckos sont avant tout des lézards, donc très habitués à la grimpette... Et ces lamelles doivent-être bien pratiques pour ne pas glisser, même si elles ne collent pas parfaitement (tu remarqueras que nous sommes également équipés de lamelles de peau permettant une meilleure adhérence: ce qui constitue les empreintes digitales)

Donc on peut imaginer que quelques lamelles soient quand même un gros avantage si ils doivent marcher sur des revêtements un peu glissants et durs où les griffes ne sont pas aussi efficaces que sur de l'écorce...
Le seul problème que je voie, c'est que le milieu de vie du gecko est plutôt forêts tropicales que déserts rocailleux... mais Wikipedia mentionne que certains vivent en haute altitude (ou ce genre de faculté peut être très pratique sur la glace)

[Carcharodon]

Ha ... je vois que ce sujet semble être toujours en bonne partie énigmatique pour la science.


Tout d'abord, merci beaucoup, Faith, pour ton intervention.
Permets moi d'avoir un débat avec toi sur le sujet.

Cette mutation n'est pas délétère. Donc il n'y a aucune raison qu'elle soit contre-sélectionnée. Ces mutations resteront sans doute dans la population.

Il n'y a aucune raison non plus qu'elle continue a se transmettre, en ne présentant strictement aucun avantage AVANT de passer d'un effet strictement 0 (absolument aucun effet avant d'arriver a la taille précise actuelle) a un effet réel.
Ce qui a forcément pris un temps ... considérable.
Comment cet appendice n'a-t-il pas été éliminé, a cause de son inutilité, pendant ce laps de temps ... c'est ma question centrale.
je comprends bien qu'il n'a pas du représenter un handicap, sinon il n'aurait jamais pu perdurer, mais il semble donc qu'il a pu subsister sans présenter le moindre avantage pendant très longtemps, et c'est ça qui m'intrigue fortement.

Vraiment ?
Les geckos sont avant tout des lézards, donc très habitués à la grimpette... Et ces lamelles doivent-être bien pratiques pour ne pas glisser

Ce ne sont en rien des lamelles, Faith, mais des poils extraordinairement fins, permettant de créer un effet electrostatique très particulier.
En résumé, avant d'atteindre très précisement cette taille, cette densité, ce nombre total, ca ne peut absolument pas fonctionner !
ca ne présente donc strictement AUCUN avantage avant d'arriver a 100% d'efficacité !
Et c'est pour ça que je trouve cette caractéristique étrange et absolument passionnante.
Je pense même que creuser ce sujet me permettra de mieux comprendre les phénomènes évolutifs.

Une importante mise au point aussi : même si ce phénomène m'intrigue, il est hors de question, pour moi, de simplement imaginer remettre en cause la théorie de l'evolution. Si on a pas encore d'explications, ça prouve simplement que certaines choses nous échappent, qu'on ne les comprend pas encore (et je trouve ça passionnant !)
Je précise, car la vidéo que je poste au dessus montre clairement que certains attardés (excusez d'appeler un chat un chat) osent se servir de notre ignorance pour prôner des explications a base de volonté divine.

Donc on peut imaginer que quelques lamelles soient quand même un gros avantage si ils doivent marcher sur des revêtements un peu glissants et durs où les griffes ne sont pas aussi efficaces que sur de l'écorce...

Et bien non, justement, pas du tout, Faith !
Tant que ça n'a pas les effets electrostatiques, ça ne sert a rien du tout !
et pour avoir cet effet, il faut atteindre cette finesse uniquement ! avant ça ne fonctionne pas : 0 % d'efficacité !
C'est ça l'énorme étrangeté de la chose.
L'oeil, par exemple, au début ça voit pas grand chose, mais c'est déjà un avantage évolutif.
la, ces poils sous les doigts, ça ne sert a rien, aucun autre reptile n'en a (a ma connaissance carrément pas exhaustive ...).

Donc, justement, c'est PARCE QUE je ne comprends pas comment cet appendice a pu perdurer avant de devenir utile que j'ai posté ce topic.
Pour l'instant, tu n'apportes aucune réponse a cette interrogation, Faith.
Mais je te remercie pour ton intervention et j'espère qu'on va pouvoir un peu creuser ensemble cette très étrange affaire.

L'histoire de la vie et de l'évolution est décidément une histoire fabuleuse et incroyable... mais vraie.

Encore merci pour ta réponse et ta participation, Faith.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite765732342432]

Comment cet appendice n'a-t-il pas été éliminé, a cause de son inutilité, pendant ce laps de temps

Les mutations inutiles ne sont pas éliminées (sauf coup de malchance) et se diffusent progressivement dans la population. C'est comme ça pour toute les mutations. Il y a eu quelques discussions abordant ce sujet.
(D'ailleurs, même les mutations néfastes ne sont pas forcément éliminées)

L'évolution ne fait pas "disparaitre" l'inutile, seulement le néfaste (et encore)

Ce ne sont en rien des lamelles, Faith, mais des poils extraordinairement fins, permettant de créer un effet electrostatique très particulier.

Ils se présentent aussi en lamelles http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Tokay_foot.jpg

En résumé, avant d'atteindre très précisement cette taille, cette densité, ce nombre total, ca ne peut absolument pas fonctionner !

L'adhérence due aux forces de forces de van der Waals se manifeste, à ma connaissance, à toute densité. C'est juste que, avec moins de poils, il y a moins d'adhérence, et donc l'aide à l'escalade est moindre.

Mais comme je l'ai dit plus tôt, ces poils peuvent avoir un autre intérêt que la simple colle: c'est très pratique comme antidérapant, même sans van der Waals (comme nos doigts)

ca ne présente donc strictement AUCUN avantage avant d'arriver a 100% d'efficacité !

A ma connaissance, ceci est faux.
C'est un peu comme pour les plumes: à quoi servent quelques plumes sur un dinosaure ? A rien... pour voler... mais ça peut servir à autre chose.

Tant que ça n'a pas les effets electrostatiques, ça ne sert a rien du tout !
et pour avoir cet effet, il faut atteindre cette finesse uniquement ! avant ça ne fonctionne pas : 0 % d'efficacité !
C'est ça l'énorme étrangeté de la chose.

Je suis surpris que tu insistes tant sur le 0 pourcent d'efficacité... à tel point que je finis par douter de ce que j'ai écrit. Aurais-tu une source expliquant cela ?
Un autre exemple d'utilité (hypothétique) pourrait simplement être l'effet ventouse avec des poils un peu mouillés...

la, ces poils sous les doigts, ça ne sert a rien, aucun autre reptile n'en a (a ma connaissance carrément pas exhaustive ...).

Euh... si... les geckos...
Grosso modo, on a rassemblé tous les lézards à pattes poilues dans la catégorie "geckos" (qui regroupent une grande variété d'animaux). Normal de ne pas/peu en trouver ailleurs.

Bref la question principale est: qu'est-ce qui te fait penser que les poils aux pattes ne sont d'aucune utilité s'ils ne sont pas aussi nombreux et fins ?

[Carcharodon]

Bref la question principale est: qu'est-ce qui te fait penser que les poils aux pattes ne sont d'aucune utilité s'ils ne sont pas aussi nombreux et fins ?

ba ... simplement que les forces de van der Waals ne peuvent intervenir qu'aux echelles de la taille des poils actuels :

A van der Waals mechanism implies that the
remarkable adhesive properties of gecko setae are merely a result
of the size and shape of the tips, and are not strongly affected by
surface chemistry.

Estimates using a standard adhesion model and our
measured forces come remarkably close to predicting the tip size
of Tokay gecko seta. We verified the dependence on size and not
surface type by using physical models of setal tips nanofabricated
from two different materials. Both artificial setal tips stuck as
predicted and provide a path to manufacturing the first dry,
adhesive microstructures.

If van der Waals force is the principle mechanism of adhesion
in gecko setae, then adhesive force should depend more on size
of the setal tips (spatulae) than on the nature of the setal

Ils se présentent aussi en lamelles

uniquement a l'echelle macroscopique.
Parce que nos yeux n'ont pas la résolution adéquate.
Mais la structure fine n'a rien a voir avec des lamelles, et ces lamelles n'ont aucune propriété d'ecaille adhésive en tant que tel.
L'adhésion se joue uniquement a l'échelle nanométrique.

A ma connaissance, ceci est faux.
C'est un peu comme pour les plumes: à quoi servent quelques plumes sur un dinosaure ? A rien... pour voler... mais ça peut servir à autre chose.

justement, j'ai pris l'œil en référence dans le premier post :
pour l'œil, comme pour les plumes, on peut parfaitement comprendre qu'ils s'installent progressivement, provoquant un petit avantage évolutif a leurs propriétaires (l'œil c'est facile a comprendre, les plumes ça a pu être un ornement sexuel avant de devenir un outil de vol).
l'œil comme la plume ont eu une "utilité" dès leur apparition.

Ce que je ne comprends toujours pas, c'est comment ces structures quasi parfaites que sont les seta des geckos ont pu être initiées puis, surtout, perdurer jusqu'à devenir d'une réelle utilité.

Un bon article, mais qui fait l'impasse sur l'évolution qui a conduit a arriver a la forme actuelle =>

http://polypedal.berkeley.edu/twiki/...tle%20gecko%22

[invité576543]

Ha ... je vois que ce sujet semble être toujours en bonne partie énigmatique pour la science.

Oui et non. Il y a des tas de phénomènes évolutifs posant un problème similaire. L'énigme n'est pas dans la possibilité d'une série évolutive, mais dans la reconstruction de cette série. Il y a peu de traces du passé, et on manque souvent d'imagination pour imaginer ce passé.

ca ne présente donc strictement AUCUN avantage avant d'arriver a 100% d'efficacité !

Tout est dans cette phrase, comme déjà notée par Faith.

En fait, tu n'en sais strictement rien. La principale chose que manifeste cette phrase est ton manque d'imagination. (Et celui de tout le monde, si cela peut te rassurer.)

il est hors de question, pour moi, de simplement imaginer remettre en cause la théorie de l'evolution.

Pourtant c'est exactement ce que tu fais avec la phrase avec le "AUCUN".

Si on part de la théorie de l'évolution, il en découle logiquement qu'il existe une série évolutive à peu près continue, formée d'une multitude de modifications du génome, telle que chaque génome intermédiaire s'est reproduit.

Cela impose que les génomes intermédiaires aient été au minimum reproductivement neutres par rapport à ceux qui leurs étaient contemporains, dans l'environnement correspondant. Donc que les étapes successives ayant amené aux poils n'aient pas été, au pire, handicapantes au point d'empêcher un taux de reproduction suffisant. (Ce qui inclut le cas, au mieux, où ces "primo-poils" aient été corrélés avec une reproduction relativement meilleure à l'époque.)

Si on accepte la théorie de l'évolution, on ne met pas cela en doute, et "l'énigme" devient une enquête sur le passé, avec peu d'information, ce qui demande pas mal d'imagination pour reconstruire ce passé.

Et un échec à cette reconstruction doit, jusqu'à preuve du contraire (et il n'est pas facile d'établir une telle preuve!), être imputée à la faible quantité de traces du passé et à un manque d'imagination.

Cordialement,

[Carcharodon]

En fait, tu n'en sais strictement rien. La principale chose que manifeste cette phrase est ton manque d'imagination. (Et celui de tout le monde, si cela peut te rassurer.)

Et c'est même pour cette raison que je pose la question, ayant très peu, sinon aucune confiance dans mes capacités d'imagination pour comprendre le réel.
Je me méfies de l'imagination comme de la peste, trop foisonnants sont les exemples de son incurie a expliquer les problèmes du réel.

Pourtant c'est exactement ce que tu fais avec la phrase avec le "AUCUN".

ba ... je me base la dessus quand même =>


force de van der Walls

Une liaison de van der Waals est une interaction électrique de faible intensité entre atomes, molécules, ou entre une molécule et un cristal. Bien qu'il soit possible de décrire sommairement cette interaction en considérant les forces électriques qui sont présentes entre tous les couples de charges électriques qui forment ces atomes et ces molécules en définitive, c'est un phénomène qui ne peut bien se comprendre que dans le cadre de la physique quantique.

ça n'intervient donc qu'a un niveau moléculaire, voir atomique.
Avant, il n'y a pas de force de van der walls.
C'est très exactement ça qui m'intrigue.
Et je voulais savoir si on disposait d'une explication sur cette évolution.
Je comprend parfaitement que de telles structures ne puissent se fossiliser ce qui provoque, évidemment, une impossibilité d'en observer l'évolution.

Cela impose que les génomes intermédiaires aient été au minimum reproductivement neutres par rapport à ceux qui leurs étaient contemporains, dans l'environnement correspondant. Donc que les étapes successives ayant amené aux poils n'aient pas été, au pire, handicapantes au point d'empêcher un taux de reproduction suffisant.

tout a fait, je conçois que ça n'a pas pu apparaitre du jour au lendemain, et que pendant la "maturation" de cet avantage adaptatif, celui ci n'a pas pu représenter un handicap sous peine de le faire disparaitre avant d'atteindre sa forme actuelle.

(Ce qui inclut le cas, au mieux, où ces "primo-poils" aient été corrélés avec une reproduction relativement meilleure à l'époque.)

tu veux dire pour mieux s'accrocher a la femelle pendant l'accouplement ?
je rigole...

Si on accepte la théorie de l'évolution, on ne met pas cela en doute

Alors là, pour que les choses soient bien claires : il n'est pas du tout question de remettre en cause ou en doute la théorie de l'évolution.
Pas une seule seconde.
Ça fait trop longtemps qu'on en a des preuves irréfutables, qui ne font que continuer a s'accumuler avec le temps, et qui rend cette théorie incontournable, sauf pour quelques mystiques religieux créationnistes.
j'essayais simplement de me documenter sur l'histoire de cet avantage adaptatif qui m'intrigue.

Comme je le disais au dessus, je conçois parfaitement que la science n'offre pas une réponse exhaustive a ce sujet.

Et un échec à cette reconstruction doit, jusqu'à preuve du contraire (et il n'est pas facile d'établir une telle preuve!), être imputée à la faible quantité de traces du passé et à un manque d'imagination.

absolument !
j'essayais juste de savoir jusqu'où allait nos connaissances sur le sujet.
je comprends bien que l'absence de fossiles intermédiaires, du a la fragilité de ces structures, ne nous laisse que des supputations.

Ainsi vous avez répondu a ma question : c'est comme ça et pas autrement
Plus sérieusement, je ne me lasse pas du spectacle merveilleux de l'évolution de la vie terrestre.

Et quand on parle d'imagination, la notre est bien limitée comparée a celle de mère nature.

Merci a Faith et a Michel, pour votre participation.

Et ne me traitez pas de révisionniste ! C'est la pire insulte que vous puissiez me faire !
joke ...

[invite765732342432]

ça n'intervient donc qu'a un niveau moléculaire, voir atomique.
Avant, il n'y a pas de force de van der walls.

Je t'ai cité l'effet de ventouse possible avec de simples poils un peu humides. Rien à voir avec van der walls, juste avec une différence de pression.
Est-ce possible que ces poils aient d'abord servi de ventouse ?

Dans le lien que tu as fourni, ils parlent de très-longue/longue/moyenne/courte/très-courte distance... je suppose que la très-longue est toujours quelque chose de minuscule, mais cela ne peut-il pas s'appliquer aux poils un peu épais.

[invite765732342432]

Et plus simplement, j'ai parlé plus haut des frottements supplémentaires dus à des lamelles ou à des poils, permettant donc de ne pas glisser.

Est-ce que ces deux propriétés ne peuvent pas être des avantages évolutifs ?

[Carcharodon]

Je t'ai cité l'effet de ventouse possible avec de simples poils un peu humides. Rien à voir avec van der walls, juste avec une différence de pression.
Est-ce possible que ces poils aient d'abord servi de ventouse ?

Il me semble de plus en plus évident que ce genre d'avantage a du émerger lors de la sélection qui a conduit aux poils nanométriques, effectivement.

Ce qui me semble incontournable, c'est que pendant cette "maturation" des setae, celles-ci ont du forcément représenter un avantage adaptatif avant même d'atteindre leurs spécificités remarquables actuelles.
Prétendre le contraire équivaudrait a nier la théorie de l'évolution qu'il est exclut de remettre en cause.
Donc ... c'est forcément ça.
Mais on ne peut pas en dire beaucoup plus, en fait.

En gros, on ne pourra avoir de réponse a cette question que si on trouve, un jour, une patte de gecko fixée dans de l'ambre fossilisé.
Autant dire que ça ne risque pas d'arriver ... et que nous risquons fortement d'en être toujours réduit aux conjectures.

mais cela ne peut-il pas s'appliquer aux poils un peu épais.

"Apparemment" pas pour créer une force de van der Walls.
Et de toute façon, tu ne fais que "repousser" le problème légèrement en amont : qu'est-ce qui aurait permis, déjà, d'obtenir des poils un peu plus épais que les actuels, qui seraient déjà capable d'appliquer ces forces de van der Walls.
A la limite, c'est la transition qui pose question : c'est le moment ou aparaissent ces forces.
Avant une certaine limite, y en a pas, passé cette limite de taille, elles apparaissent.
Apres, ça ne peut que s'améliorer sous l'impulsion de la selection naturelle (plus de densité que le copain : il se casse moins la gueule donc a plus d'atouts de survie).

Mais ton autre piste, ainsi que le discours de michel, m'ont convaincu, s'il en était besoin, sur le fait que l'avantage évolutif a existé avant même l'apparition des forces de van der walls.
Ce qui est très étonnant et fascinant dans tout ça, c'est qu'une caractéristique inédite, assez fantastique, est probablement apparue a la suite de l'évolution d'un organe, qui, a l'origine, n'était pas "prévu" (ne pas entendre "destiné") pour obtenir ces spécifications.

[Carcharodon]

Et pour conclure ce débat, je laisse la parole au gecko lui même, qui va nous dire ce qu'il en pense (lien donné aujourd'hui par mon pote de l'autre soir qui m'avait aussi parlé du cri du gecko) =>

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...o_gecko%29.ogg

Son cri est presque aussi étrange que ses poils aux doigts !