bifurcations

Imaginez l'évolution avec des carrefours. À ces carrefours, certaines mutations ou certains événements poussent une espèce sur une voie particulière. Cette voie choisie limite l'évolution ultérieure de l'espèce, car elle s'appuie sur ce qui existe déjà. C'est ce qu'on appelle la dépendance à l'égard du chemin dans l'évolution : l'histoire des mutations détermine les adaptations futures possibles.

En voici un aperçu :

Joints critiques : Points de l'évolution où une mutation ou un événement oriente une espèce dans une certaine direction.

Voies limitées : Ces points de jonction limitent les possibilités d'adaptation futures parce qu'ils s'appuient sur le passé.

Exemple : Un ancêtre précoce doté de cinq doigts pourrait limiter les futurs descendants à des variations à cinq doigts, même si six doigts pourraient s'avérer avantageux dans un nouvel environnement.

Ce concept permet d'expliquer pourquoi l'évolution peut être quelque peu imprévisible, même avec des points de départ similaires. Les péripéties du passé influencent ce qu'une espèce peut devenir.

Auteur: Internet

Info: Breakdown par Gemini - path-dependent evolution

[ dualité ] [ évolution qui dépend du chemin ]

intelligence artificielle

Résumé et explication du texte "Attention is All You Need"

Le texte "Attention is All You Need" (Vaswani et al., 2017) a révolutionné le domaine du traitement du langage naturel (TLN) en introduisant l'architecture Transformer, un modèle neuronal basé entièrement sur le mécanisme d'attention. Ce résumé explique les concepts clés du texte et son impact sur le TLN.

Concepts clés:

• 
  

  Attention: Le mécanisme central du Transformer. Il permet au modèle de se concentrer sur des parties spécifiques d'une séquence d'entrée (par ex., une phrase) lors du traitement, capturant ainsi les relations à longue distance entre les mots.

  
  


• 
  

  Encodeur-décodeur: L'architecture du Transformer. L'encodeur traite la séquence d'entrée et produit une représentation contextuelle. Le décodeur utilise ensuite cette représentation pour générer la séquence de sortie.

  
  


• 
  

  Positional encoding: Ajoute des informations de position aux séquences d'entrée et de sortie, permettant au modèle de comprendre l'ordre des mots.

  
  


• 
  

  Apprentissage par self-attention: Le Transformer utilise uniquement des mécanismes d'attention, éliminant le besoin de réseaux récurrents (RNN) comme les LSTM.

  
  

Impact:

• 
  

  Efficacité: Le Transformer a surpassé les modèles RNN en termes de performance et de parallélisation, permettant un entraînement plus rapide et une meilleure scalabilité.

  
  


• 
  

  Polyvalence: L'architecture Transformer s'est avérée efficace pour une large gamme de tâches en TLN, telles que la traduction automatique, le résumé de texte et la réponse aux questions.

  
  


• 
  

  Impact durable: Le Transformer est devenu l'architecture de base pour de nombreux modèles de pointe en TLN et continue d'inspirer des innovations dans le domaine.

  
  

En résumé:

"Attention is All You Need" a marqué un tournant dans le TLN en introduisant l'architecture Transformer. Le mécanisme d'attention et l'absence de RNN ont permis d'améliorer considérablement l'efficacité et la polyvalence des modèles de TLN, ouvrant la voie à de nombreuses avancées dans le domaine.

Points importants:

• 
  

  Le Transformer repose sur le mécanisme d'attention pour capturer les relations à longue distance dans les séquences.

  
  


• 
  

  L'architecture encodeur-décodeur avec self-attention offre une grande efficacité et une grande flexibilité.

  
  


• 
  

  Le Transformer a eu un impact profond sur le domaine du TLN et continue d'inspirer de nouvelles recherches.

  
  

Auteur: Internet

Info: Compendium de gemini

[ historique ] [ traitement automatique du langage ] [ écrit célèbre ]

linguistique générale

L'influence de C.S. Peirce sur la grammaire cognitive de Ronald Langacker est profonde et multiforme.

1. Parallèles conceptuels : 

- Signes et signification : Peirce a développé une théorie complète des signes, définissant le sens comme la relation triadique entre un signe, son référent et son interprète. Langacker s'inspire de cette approche pour analyser le sens en grammaire cognitive, en considérant les mots et les structures grammaticales comme des signes qui renvoient à des concepts et à des expériences.

- Pragmatisme : Peirce est considéré comme le fondateur du pragmatisme, une philosophie qui met l'accent sur les conséquences pratiques de la pensée et du langage. Langacker intègre cette perspective dans sa grammaire cognitive, en soulignant que le langage est avant tout un outil pour l'action et la communication.

- Catégories : Peirce a élaboré une théorie des catégories, décrivant comment nous classons et conceptualisons le monde. Langacker utilise cette théorie pour analyser la façon dont les catégories sont exprimées linguistiquement, notamment à travers la grammaire et le lexique.

2. Influence de Peirce sur la pensée de Langacker :

L'engagement de Peirce envers l'empirisme, le réalisme et la sémiotique a profondément influencé la vision de Langacker sur le langage. Il a trouvé dans les idées de Peirce une validation philosophique pour sa propre approche cognitive du langage.

- Empirisme : Peirce a souligné l'importance de l'expérience dans la construction de la connaissance. Langacker s'inscrit dans cette lignée en considérant que le langage est façonné par nos interactions avec le monde et nos expériences sensorielles.

- Réalisme : Peirce défendait l'idée que le monde existe indépendamment de nos esprits. Langacker partage cette vision réaliste du langage, en considérant que les mots et les structures grammaticales renvoient à des réalités objectives.

- Sémiotique : Peirce a jeté les bases de la sémiotique, l'étude des signes et de la signification. Langacker applique les principes de la sémiotique à l'analyse linguistique, en considérant le langage comme un système de signes complexes.

3. Conclusion :

L'influence de C.S. Peirce sur la grammaire cognitive de Ronald Langacker est évidente dans les fondements conceptuels de cette théorie et dans l'approche globale du langage adoptée par Langacker. Peirce a fourni à Langacker un cadre philosophique solide pour explorer la relation profonde entre la cognition humaine, la signification et la structure linguistique.

En résumé, C.S. Peirce a joué un rôle crucial dans le développement de la grammaire cognitive de Ronald Langacker, en lui offrant des outils conceptuels et une perspective philosophique pour analyser le langage dans toute sa richesse et sa complexité.

Auteur: Internet

Info: Infos mélange de gemini-bard et perplexity

[ historique ] [ vingtième siècle ]

cyberguerre

Des chercheurs créent le tout premier ver informatique capable de se répandre dans les systèmes d'IA

Vous vous demandiez si l’intelligence artificielle pouvait être infectée par des virus ou des malwares ? Maintenant, oui.

C’est, selon l’équipe qui l’a développé, une grande première dans le monde de l’intelligence artificielle. Afin de rappeler au monde les risques inhérents à toute technologie connectée, un groupe de chercheurs vient de créer le tout premier ver informatique capable d’infecter les agents IA. Une démonstration qui doit alerter sur l’émergence possible de nouveaux types de cyberattaques.

La résurgence du spectre Morris à l’ère de l’intelligence artificielle

Baptisé Morris II en référence à Morris,  célèbre pour avoir semé le chaos sur Internet en 1998, ce ver informatique d’un genre nouveau aurait la capacité de se répandre d’un système d’IA à l’autre. Créé par une équipe de chercheurs dans un environnement de test, Morris est aujourd’hui capable d’attaquer des agents IA génératifs pour siphonner des données et propager des malwares. Dans le cadre des essais menés par le groupe de recherche, le ver a pu s’en prendre à un assistant autonome de messagerie pour dérober des informations contenues dans les mails et envoyer des spams.

Une expérience qui souligne la vulnérabilité croissante des modèles de langage à grande échelle (LLM), alors qu’ils sont de plus en plus performants, polyvalents et multimodaux. Bien que ces vers IA n'aient pas encore été observés en conditions réelles, ils représentent un risque de sécurité que les start-up, les développeurs et les entreprises tech doivent prendre au sérieux et anticiper.

Des prompts auto-réplicatifs pour jailbreaker les systèmes d’IA générative

Pour créer ce ver, les équipes de Cornell Tech ont créé un prompt " auto-réplicatif ". En clair, un ensemble d’instructions conduisant un système d’IA génératif à autoproduire des instructions supplémentaires dans ses réponses. Un procédé que l’on retrouve dans des attaques classiques par injection de SQL ou de type buffer overflow. En parallèle, ils ont aussi créé un système de mails capable d’envoyer et de recevoir des messages en recourant à différents agents intelligents comme ChatGPT et Gemini, ainsi qu’au LLM open source LLaVA.

L’expérience s’est révélée concluante en utilisant deux méthodes d’auto-réplication des instructions. La première via des prompts textuels, la seconde en intégrant un prompt dans un fichier image. Dans le premier cas, les chercheurs ont réussi à " empoisonner " la base de données des assistants de messagerie, forçant le déclenchement de la RAG – retrieval-aumented generation, techno permettant d’améliorer les réponses de l’IA à l’aide d’informations plus récentes sans modifier le LLM en profondeur.

(Photo - Schéma de la propagation du ver dans les systèmes d'IA générative intégrant la RAG © Cornell Tech)

Une fois le mail récupéré par la RAG en réponse à une requête de l’utilisateur, et envoyé à GPT-4 ou Gemini, il parvient à contourner les mesures de sécurité des systèmes d’IA et dérobe les données du message. " La réponse générée contenant les données utilisateur sensibles infecte plus tard les nouveaux hôtes lorsqu'elle est utilisée pour répondre à un mail envoyé à un nouveau client puis stockée dans la base de données du nouveau client ", a expliqué Ben Nassi, l’un des membres du groupe de recherche.

Avec la seconde méthode (intégration du prompt malveillant dans une image), le processus a permis d’obliger l’assistant à transférer plusieurs fois le mail infecté à d’autres systèmes de messagerie.

(Photo -  Schéma de la propagation du ver dans les systèmes d'IA à l'aide d'un prompt malveillant dissimulé dans une image © Cornell Tech)

Pour anticiper de telles attaques qu’ils estiment probables d’ici deux à trois ans, les chercheurs de Cornell Tech ont partagé leurs travaux avec Google et OpenAI qui travaillent à rendre leurs systèmes plus résilients, tout en encourageant les développeurs à s'assurer qu'ils travaillent avec des outils sains.

(Ajout de 2024 : librairie d'invites informatiques mise en ligne par Anthropic) 

 

Auteur: Internet

Info: https://www.clubic.com/, Chloé Claessens, 2 mars 2024, source : Technion - Israel Institute of Technology, Ron Bitton, Ben Nassi, Stav Cohen

[ conflits numériques ] [ homme-machine ]

titres possibles pour ce logiciel

Tentative libératrice d'intégration-participation des idiosyncratiques parlêtres au sein des corpus lexicologiques consensuels.

Insertion inclusive des voix singulières dans les référentiels linguistiques partagés.

Démocratisation des langages et participation des locuteurs marginalisés aux corpus de référence.

Valorisation de la diversité linguistique et intégration des expressions idiosyncratiques dans un corpus souple.

Lutte contre l'homogénéisation linguistique et reconnaissance des variations dialectales et sociolectales.

Ouverture des corpus lexicographiques aux formes d'expression non normées et créatives. 

Ouvrir les barrières linguistiques et favoriser l'inclusion des voix minoritaires dans les discours officiels.

Célébrer la richesse et la diversité des langages humains et encourager l'usage de formes non standardisées.

Décloisonner les corpus linguistiques et favoriser le métissage des styles et des registres.

Donner une voix aux exclus du langage et enrichir les référentiels linguistiques par leur apport singulier.

Réinventer les corpus lexicographiques comme espaces de rencontre et d'échange entre toutes les formes d'expression.



Essai d'inclusion audacieuse des locuteurs atypiques dans les vocabulaires standard.



Enrichissement du lexique partagé par l'inclusion réfléchie d'expressions individuelles.

Ouverture mesurée du lexique standard à des expressions originales.

Dialogue constructif entre les expressions individuelles et le lexique établi.



Élargissement inclusif du vocabulaire officiel pour une meilleure représentativité.

Expérience visant à intégrer activement les expressions individuelles et divergentes dans les ensembles de mots communément acceptés.

Tentative d'articuler les singularités langagières au sein des structures linguistiques normatives.

Chanson rebelle des mots uniques qui se frayent un chemin dans la symphonie du langage commun.

Subversion douce-amère des codes linguistiques par l'irruption des voix hétérodoxes.

Frontière poreuse entre l'idiolecte et le lexique partagé, où se joue la subversion du sens.

Intégration expérimentale d'unités lexicales non standardisées dans des corpus linguistiques de référence.

Inclusion des marges langagières dans le centre du discours.

Peut-on élargir la norme linguistique pour y inclure les expressions singulières ?

Osons célébrer la diversité des voix qui enrichissent la langue ! 



Tissage audacieux de fils de laine dissidente dans la tapisserie du langage officiel.

Contrebande linguistique : faire passer les mots rebelles en douce dans un répertoire officiel.

Révolution lexicale : donner voix au peuple dans le grand livre de la langue.

Exploration des frontières du langage : où l'individuel rencontre le collectif.

Hommage aux hérétiques du langage : ceux qui ont osé défier la norme et enrichir la langue.

Laboratoire du langage : inventer les mots de demain en explorant les marges d'aujourd'hui.

Apprendre à écouter les voix oubliées : une clé pour une meilleure compréhension du monde.

Biodiversité linguistique : préserver la richesse des expressions pour un monde plus vibrant.

Silence entre les mots : espace fertile où naissent de nouvelles significations.

Que la langue s'épanouisse dans sa diversité, que chaque mot trouve sa place dans le chant du monde !



Marathon linguistique : les mots marginaux courent vers la ligne d'arrivée, celle de la reconnaissance.

Informatique, cerveaux humain et Intelligence artificielle au service de la diversité : algorithmes pour dénicher les pépites linguistiques cachées.

Quête du sens pur : explorer les profondeurs du langage pour découvrir la signification cachée dans les mots.

Rêve linguistique : où les mots se libèrent des conventions et dansent dans un ballet poétique.

Combat pour la liberté d'expression : briser les carcans du langage officiel pour donner voix à tous.

Éloge de la langue oubliée : retrouver les mots perdus et les faire revivre dans le langage d'aujourd'hui.

Vers un langage universel : où chaque mot, quelle que soit son origine, est accueilli et célébré.



Expressions plus courtes:

Inclusion des idiosyncraties dans les corpus consensuels.

Démocratisation linguistique et participation inclusive.

Valorisation classificatoire de la diversité des langages et expressions.

Lutte contre l'homogénéisation et reconnaissance des variations.

Ouverture des corpus aux formes non normées et créatives.

Briser les barrières linguistiques et inclure des voix minoritaires.

Célébrer la richesse et la diversité des langages humains.

Décloisonner les corpus et favoriser le métissage des styles.

Donner une voix aux exclus du langage et enrichir les corpus.

Réinventer les corpus lexicologique comme espaces de rencontre et d'échange.

Expressions plus imagées:

Peindre le paysage linguistique avec toutes ses nuances.

Faire chanter la symphonie des langages humains.

Tisser une tapisserie lexicale multicolore et inclusive.

Bâtir un Babel inclusif où toutes les voix se rencontrent.

Cultiver un jardin linguistique où chaque expression trouve sa place.

Etc.

Auteur: Mg

Info: 26 fév 2024, grandement aidé par Gemini pour les reformulations

[ déclinaisons ] [ humour ] [ variations ] [ FLP défini ] [ diachronie ]

linguistique de masse

L'intelligence artificielle travaille-t-elle en anglais ? 

Des scientifiques de l’EPFL ont montré que les grands modèles de langage semblent utiliser l’anglais en interne même lorsqu’ils sont sollicités dans une autre langue, ce qui pourrait avoir des conséquences en termes de biais linguistiques et culturels.

Les grands modèles de langage (LLM), tels que ChatGPT d’Open AI et Gemini de Google, ont conquis le monde et surprennent par leur capacité à comprendre les utilisatrices et utilisateurs et à leur répondre avec un discours en apparence naturel.

Bien qu’il soit possible d’interagir avec ces LLM dans n’importe quelle langue, ces derniers sont entraînés avec des centaines de milliards de paramètres textuels, principalement en anglais. Certaines personnes ont émis l’hypothèse qu’ils effectuaient la majeure partie de leur traitement interne en anglais et traduisaient ensuite dans la langue cible au tout dernier moment. Mais il y avait peu de preuves de cela, jusqu’à aujourd’hui.

Tests de Llama

Des chercheuses et chercheurs du Laboratoire de science des données (DLAB) de la Faculté informatique et communications de l’EPFL ont étudié le LLM open source Llama-2 (grand modèle de langage IA développé par Meta) pour essayer de déterminer quelles langues étaient utilisées à quels stades de la chaîne informatique.

" Les grands modèles de langage sont entraînés pour prédire le mot suivant. Pour cela, ils font correspondre chaque mot à un vecteur de nombres, c’est-à-dire à un point de données multidimensionnel. Par exemple, l’article le se trouvera toujours exactement à la même coordonnée fixe des nombres ", explique le professeur Robert West, responsable du DLAB.

" Les modèles enchaînent environ 80 couches de blocs de calcul identiques, chacun transformant un vecteur qui représente un mot en un autre vecteur. À la fin de cette séquence de 80 transformations, on obtient un vecteur représentant le mot suivant. Le nombre de calculs est déterminé par le nombre de couches de blocs de calcul. Plus il y a de calculs, plus votre modèle est puissant et plus le mot suivant a de chances d’être correct. "

Comme l’explique la prépublication intitulée Do Llamas Work in English? On the Latent Language of Multilingual Transformers, Robert West et son équipe ont forcé le modèle à répondre après chaque couche chaque fois qu’il essayait de prédire le mot suivant au lieu de le laisser effectuer les calculs à partir de ses 80 couches. Ils ont ainsi pu voir quel mot le modèle aurait prédit à ce moment-là. Ils ont mis en place différentes tâches telles que demander au modèle de traduire une série de mots français en chinois.

" Nous lui avons donné un mot français, puis la traduction en chinois, un autre mot français et la traduction en chinois, etc., de sorte que le modèle sache qu’il est censé traduire le mot français en chinois. Idéalement, le modèle devrait donner une probabilité de 100% pour le mot chinois. Mais lorsque nous l’avons forcé à faire des prédictions avant la dernière couche, nous avons remarqué que la plupart du temps, il prédisait la traduction anglaise du mot français, bien que l’anglais n’apparaisse nulle part dans cette tâche. Ce n’est qu’au cours des quatre ou cinq dernières couches que le chinois est en fait plus probable que l’anglais ", affirme Robert West.

Des mots aux concepts

Une hypothèse simple serait que le modèle traduit la totalité de l’entrée en anglais et la traduit à nouveau dans la langue cible juste à la fin. Mais en analysant les données, les chercheuses et chercheurs sont parvenus à une théorie bien plus intéressante.

Dans la première phase des calculs, aucune probabilité n’est attribuée à l’un ou l’autre mot. Selon eux, le modèle s’attache à résoudre les problèmes d’entrée. Dans la seconde phase, où l’anglais domine, les chercheuses et chercheurs pensent que le modèle se trouve dans une sorte d’espace sémantique abstrait où il ne raisonne pas sur des mots isolés mais sur d’autres types de représentations qui concernent davantage des concepts, sont universels dans toutes les langues et représentent plus un modèle du monde. C’est important car, pour bien prédire le mot suivant, le modèle doit en savoir beaucoup sur le monde et l’un des moyens d’y parvenir est d’avoir cette représentation des concepts.

" Nous supposons que cette représentation du monde en termes de concepts est biaisée en faveur de l’anglais, ce qui serait très logique car les données utilisées pour entraîner ces modèles sont à environ 90% en anglais. Ils cartographient les mots en entrée à partir d’un espace de mots superficiel, dans un espace de signification plus profond avec des représentations de la façon dont ces concepts sont liés les uns aux autres dans la réalité – et les concepts sont représentés de la même manière que les mots anglais, plutôt que les mots correspondants dans la langue d’entrée réelle ", déclare Robert West.

Monoculture et biais

Cette domination de l’anglais amène à se poser la question suivante: " est-ce important "? Les chercheuses et chercheurs pensent que oui. D’après de nombreuses recherches, les structures qui existent dans le langage influencent la manière dont nous construisons la réalité et les mots que nous employons sont profondément liés à la façon dont nous pensons le monde. Robert West suggère de commencer à étudier la psychologie des modèles de langage en les traitant comme des êtres humains et, dans différentes langues, en les interrogeant, en les soumettant à des tests de comportement et en évaluant leurs biais.

" Je pense que cette recherche a vraiment touché un point sensible, car les gens s’inquiètent de plus en plus de ce genre de problème de monoculture potentielle. Les modèles étant meilleurs en anglais, bon nombre de chercheuses et chercheurs étudient aujourd’hui la possibilité d’introduire un contenu en anglais et de le traduire dans la langue souhaitée. D’un point de vue technique, cela pourrait fonctionner, mais je pense que nous perdons beaucoup de nuances, car ce que vous ne pouvez pas exprimer en anglais ne sera pas exprimé ", conclut Robert West.

Auteur: Internet

Info: https://actu.epfl.ch/news/l-intelligence-artificielle-travaille-t-elle-en--2/#:~:text=Les%20chercheuses%20et%20chercheurs%20pensent%20que%20oui.,dont%20nous%20pensons%20le%20monde.

[ anglocentrisme ] [ spécificités des idiomes ] [ homme-machine ] [ symboles univers ] [ ethnocentrisme ]

émergence du regard

Les yeux des mollusques révèlent à quel point l'évolution future dépend du passé

Les systèmes visuels d'un groupe obscur de mollusques fournissent un exemple naturel rare d'évolution dépendante du chemin, dans lequel une bifurcation critique dans le passé des créatures a déterminé leur avenir évolutif.

(photo : Les systèmes visuels des chitons, un type de mollusque marin, représentent un rare exemple réel d’évolution dépendante du chemin – où l’histoire d’une lignée façonne irrévocablement sa trajectoire future.)

Les biologistes se sont souvent demandé ce qui se passerait s'ils pouvaient rembobiner la bande de l'histoire de la vie et laisser l'évolution se dérouler à nouveau. Les lignées d’organismes évolueraient-elles de manière radicalement différente si on leur en donnait la possibilité ? Ou auraient-ils tendance à développer les mêmes types d’yeux, d’ailes et d’autres traits adaptatifs parce que leurs histoires évolutives précédentes les avaient déjà envoyés sur certaines voies de développement ?

Un nouvel article publié aujourd'hui dans Science décrit un cas test rare et important pour cette question, qui est fondamentale pour comprendre comment l'évolution et le développement interagissent. Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara l'a découvert alors qu'elle étudiait l'évolution de la vision chez un groupe obscur de mollusques appelés chitons. Dans ce groupe d’animaux, les chercheurs ont découvert que deux types d’yeux – les ocelles et les yeux en coquille – ont chacun évolué deux fois indépendamment. Une lignée donnée peut évoluer vers un type d’œil ou vers l’autre, mais jamais les deux.

Curieusement, le type d’œil d’une lignée était déterminé par une caractéristique plus ancienne apparemment sans rapport : le nombre de fentes dans l’armure du chiton. Cela représente un exemple concret d' " évolution dépendante du chemin ", dans lequel l'histoire d'une lignée façonne irrévocablement sa trajectoire évolutive future. Les moments critiques dans une lignée agissent comme des portes à sens unique, ouvrant certaines possibilités tout en fermant définitivement d’autres options.

"C'est l'un des premiers cas où nous avons pu observer une évolution dépendante du cheminement", a déclaré Rebecca Varney , chercheuse postdoctorale au laboratoire de Todd Oakley à l'UCSB et auteur principal du nouvel article. Bien qu’une évolution dépendante du chemin ait été observée chez certaines bactéries cultivées en laboratoire, " montrer cela dans un système naturel était une chose vraiment excitante ".

"Il y a toujours un impact de l'histoire sur l'avenir d'un trait particulier", a déclaré Lauren Sumner-Rooney , qui étudie les systèmes visuels des invertébrés à l'Institut Leibniz pour les sciences de l'évolution et de la biodiversité et n'a pas participé à la nouvelle étude. "Ce qui est particulièrement intéressant et passionnant dans cet exemple, c'est que les auteurs semblent avoir identifié le moment où se produit cette division."

Pour cette raison, les chitons "sont susceptibles d'entrer dans les futurs manuels sur l'évolution" comme exemple d'évolution dépendante du chemin, a déclaré Dan-Eric Nilsson, un écologiste visuel à l'Université de Lund en Suède qui n'a pas participé à la recherche.

Les chitons, petits mollusques qui vivent sur les roches intertidales et dans les profondeurs marines, ressemblent à de petits réservoirs protégés par huit plaques de coquille – un plan corporel resté relativement stable pendant environ 300 millions d'années. Loin d'être des armures inertes, ces genres de plaques d'obus sont fortement décorées d'organes sensoriels qui permettent aux chitons de détecter d'éventuelles menaces.

(photo : Chiton tuberculatus , qui vit sur les côtes rocheuses des Caraïbes, utilise de nombreux ocelles pour obtenir une vision spatiale. Les chitons ont développé des ocelles à deux reprises au cours de leur histoire évolutive.)

Les organes sensoriels sont de trois types. Tous les chitons ont des esthètes (aesthetes : récepteur tout-en-un extrêmement synesthésique qui permet de détecter la lumière ainsi que les signaux chimiques et mécaniques de l'environnement.)

Certains chitons possèdent également un système visuel approprié : soit des milliers d'ocelles sensibles à la lumière, soit des centaines d'yeux en forme de coquille plus complexes, dotés d'un cristallin et d'une rétine permettant de capturer des images grossières. Les animaux dotés d'yeux en forme de coquille peuvent détecter les prédateurs imminents, en réponse à quoi ils se cramponnent fermement au rocher.

Pour comprendre comment cette variété d’yeux de chiton a évolué, une équipe de chercheurs dirigée par Varney a examiné les relations entre des centaines d’espèces de chiton. Ils ont utilisé une technique appelée capture d'exome pour séquencer des sections stratégiques d'ADN provenant d'anciens spécimens de la collection de Doug Eernisse , spécialiste du chiton à la California State University, Fullerton. Au total, ils ont séquencé l’ADN de plus de 100 espèces soigneusement sélectionnées pour représenter toute l’étendue de la diversité des chitons, assemblant ainsi la phylogénie (ou l’arbre des relations évolutives) la plus complète à ce jour pour les chitons.

Ensuite, les chercheurs ont cartographié les différents types d’yeux sur la phylogénie. Les chercheurs ont observé que la première étape avant l’évolution des yeux en coquille ou des ocelles était une augmentation de la densité des esthètes sur la coquille. Ce n’est qu’alors que des yeux plus complexes pourraient apparaître. Les taches oculaires et les yeux en coquille ont chacun évolué à deux reprises au cours de la phylogénie, ce qui représente deux instances distinctes d'évolution convergente.

Indépendamment, les chitons ont fait évoluer les yeux - et, à travers eux, ce que nous pensons être probablement quelque chose comme la vision spatiale - à quatre reprises, ce qui est vraiment impressionnant", a déclaré M. Varney. 

" Cette évolution s'est faite incroyablement rapidement ". Les chercheurs ont estimé que chez le genre néotropical Chiton, par exemple, les yeux ont évolué en l'espace de 7 millions d'années seulement, soit un clin d'œil à l'échelle de l'évolution.

Les résultats ont surpris les chercheurs. "Je pensais qu'il s'agissait d'une évolution progressive de la complexité, passant des esthètes à un système d'ocelles et à des yeux en forme de coquille - une progression très satisfaisante", a déclaré Dan Speiser , écologiste visuel à l'Université de Caroline du Sud et co-auteur d'un article. auteur. " Au lieu de cela, il existe plusieurs chemins vers la vision."

Mais pourquoi certaines lignées ont-elles développé des yeux en coquille plutôt que des ocelles ? Au cours d'un trajet de six heures en voiture depuis une conférence à Phoenix jusqu'à Santa Barbara, Varney et Oakley ont commencé à développer l'hypothèse selon laquelle le nombre de fentes dans la coquille d'un chiton pourrait être la clé de l'évolution de la vision du chiton.

Toutes les structures sensibles à la lumière sur la coquille du chiton, a expliqué Varney, sont attachées à des nerfs qui passent à travers les fentes de la coquille pour se connecter aux nerfs principaux du corps. Les fentes fonctionnent comme des organisateurs de câbles, regroupant les neurones sensoriels. Plus il y a de fentes plus il y les ouvertures par lesquelles les nerfs peuvent passer.

Il se trouve que le nombre de fentes est une information standard qui est enregistrée chaque fois que quelqu'un décrit une nouvelle espèce de chiton. " L'information était disponible, mais sans le contexte d'une phylogénie sur laquelle la cartographier, elle n'avait aucune signification ", a déclaré Varney. " Alors je suis allé voir ça et j'ai commencé à voir ce modèle."

Varney a constaté qu'à deux reprises, indépendamment, des lignées comportant 14 fentes ou plus dans la plaque céphalique ont développé des ocelles. Et deux fois, indépendamment, des lignées comportant 10 fentes ou moins ont développé des yeux en coquille. On se rend ainsi compte que le nombre de fentes verrouillées et le type d'yeux pouvaient évoluer : un chiton avec des milliers d'ocelles a besoin de plus de fentes, tandis qu'un chiton avec des centaines d'yeux en coquille en a besoin de moins. En bref, le nombre de fentes dans la  coquille déterminait l’évolution du système visuel des créatures.

Les résultats conduisent vers une nouvelle série de questions. Les chercheurs étudient activement pourquoi le nombre de fentes limite le type d'œil dans son évolution. Pour répondre à cette question, il faudra travailler à élucider les circuits des nerfs optiques et la manière dont ils traitent les signaux provenant de centaines ou de milliers d’yeux.

Alternativement, la relation entre le type d’œil et le nombre de fentes pourrait être déterminée non pas par les besoins de vision mais par la manière dont les plaques se développent et se développent dans différentes lignées, a suggéré Sumner-Rooney. Les plaques de coquille se développent du centre vers l'extérieur par accrétion, et des yeux sont ajoutés tout au long de la vie du chiton à mesure que le bord se développe. " Les yeux les plus anciens sont ceux au centre de l'animal, et les plus récents sont ajoutés sur les bords. ", a déclaré Sumner-Rooney. En tant que chiton, " vous pourriez commencer votre vie avec 10 yeux et finir votre vie avec 200 ".

Par conséquent, le bord de croissance d'une plaque de carapace doit laisser des trous pour les yeux nouceaux – de nombreux petits trous pour les ocelles, ou moins de trous plus grands pour les yeux de la coquille. Des trous trop nombreux ou trop grands pourraient affaiblir une coque jusqu'à son point de rupture, de sorte que des facteurs structurels pourraient limiter les possibilités pour cest yeux.

Il reste beaucoup à découvrir sur la façon dont les chitons voient le monde, mais en attendant, leurs yeux sont prêts à devenir le nouvel exemple préféré des biologistes d'évolution dépendante du chemin, a déclaré Nilsson. "Les exemples de dépendance au chemin qui peuvent être vraiment bien démontrés, comme dans ce cas, sont rares - même si le phénomène n'est pas seulement courant, c'est la manière standard dont les choses se produisent."



 

Auteur: Internet

Info: Résumé par Gemini

[ évolution qui dépend du chemin ] [ biologie ]