18.1 : Comprendre l'évolution
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Compétences à développer
- Décrire comment la théorie actuelle de l'évolution a été développée
- Définir l'adaptation
- Expliquer l'évolution convergente et divergente
- Décrire les structures homologues et vestigiales
- Discutez des idées fausses sur la théorie de l'évolution
L'évolution par sélection naturelle décrit le mécanisme de l'évolution des espèces au fil du temps. Ce changement d'espèce avait été suggéré et débattu bien avant que Darwin ne commence à explorer cette idée. L'idée selon laquelle les espèces étaient statiques et immuables était fondée sur les écrits de Platon, mais certains Grecs de l'Antiquité exprimaient également des idées évolutionnistes. Au XVIIIe siècle, les idées sur l'évolution des animaux ont été réintroduites par le naturaliste Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon, qui a observé que différentes régions géographiques abritent des populations végétales et animales différentes, même lorsque les environnements sont similaires. Il a également été admis qu'il y avait des espèces éteintes.
À cette époque, James Hutton, un naturaliste écossais, a suggéré que les changements géologiques se produisaient progressivement par l'accumulation de petits changements résultant de processus qui fonctionnent comme ils le sont aujourd'hui sur de longues périodes. Cela contrastait avec l'opinion prédominante selon laquelle la géologie de la planète était la conséquence d'événements catastrophiques survenus au cours d'un passé relativement bref. Le point de vue de Hutton a été popularisé au XIXe siècle par le géologue Charles Lyell, qui est devenu un ami de Darwin. Les idées de Lyell ont influé sur la pensée de Darwin : la notion de Lyell selon laquelle l'âge avancé de la Terre laissait plus de temps au changement graduel des espèces, et le processus de changement fournissait une analogie pour le changement progressif des espèces. Au début du XIXe siècle, Jean-Baptiste Lamarck a publié un livre qui détaille un mécanisme de changement évolutif. Ce mécanisme est maintenant désigné comme un héritage de caractéristiques acquises par lequel des modifications chez un individu sont causées par son environnement, ou l'utilisation ou la non-utilisation d'une structure au cours de sa vie peuvent être héritées par ses descendants et ainsi provoquer des changements chez une espèce. Bien que ce mécanisme de changement évolutif ait été discrédité, les idées de Lamarck ont eu une influence importante sur la pensée évolutionniste.
Charles Darwin et la sélection naturelle
Au milieu du XIXe siècle, le mécanisme actuel de l'évolution a été conçu et décrit indépendamment par deux naturalistes : Charles Darwin et Alfred Russel Wallace. Il est important de noter que chaque naturaliste a passé du temps à explorer le monde naturel lors d'expéditions sous les tropiques. De 1831 à 1836, Darwin a parcouru le monde à bord du HMS Beagle, notamment en Amérique du Sud, en Australie et à la pointe sud de l'Afrique. Wallace s'est rendu au Brésil pour récolter des insectes dans la forêt amazonienne de 1848 à 1852 et dans l'archipel malais de 1854 à 1862. Le voyage de Darwin, comme les voyages ultérieurs de Wallace dans l'archipel malais, comprenait des arrêts dans plusieurs chaînes d'îles, la dernière étant les îles Galápagos à l'ouest de l'Équateur. Sur ces îles, Darwin a observé des espèces d'organismes sur différentes îles qui étaient clairement similaires, mais présentaient des différences distinctes. Par exemple, les pinsons terrestres habitant les îles Galápagos comprenaient plusieurs espèces dotées d'une forme de bec unique (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les espèces présentes sur les îles présentaient une série graduelle de tailles et de formes de becs, avec de très petites différences entre les plus similaires. Il a observé que ces pinsons ressemblaient beaucoup à une autre espèce de pinsons sur le continent de l'Amérique du Sud. Darwin a imaginé que les espèces insulaires pouvaient être des espèces modifiées par rapport à l'une des espèces continentales d'origine. Après des études plus poussées, il s'est rendu compte que les becs variés de chaque pinson aidaient les oiseaux à acquérir un type de nourriture spécifique. Par exemple, les pinsons mangeurs de graines avaient un bec plus fort et plus épais pour casser les graines, et les pinsons mangeurs d'insectes avaient un bec semblable à une lance pour poignarder leurs proies.
Wallace et Darwin ont tous deux observé des modèles similaires chez d'autres organismes et ont développé indépendamment la même explication pour expliquer comment et pourquoi de tels changements pouvaient se produire. Darwin a appelé ce mécanisme la sélection naturelle. La sélection naturelle, également connue sous le nom de « survie du plus fort », est la reproduction la plus prolifique d'individus présentant des traits favorables qui survivent aux changements environnementaux grâce à ces traits ; cela entraîne un changement évolutif.
Par exemple, Darwin a observé qu'une population de tortues géantes de l'archipel des Galapagos avait un cou plus long que celles qui vivaient sur d'autres îles aux basses terres arides. Ces tortues ont été « sélectionnées » parce qu'elles pouvaient atteindre plus de feuilles et accéder à plus de nourriture que celles à cou court. En période de sécheresse, lorsqu'il y avait moins de feuilles disponibles, ceux qui pouvaient atteindre plus de feuilles avaient plus de chances de manger et de survivre que ceux qui n'arrivaient pas à atteindre la source de nourriture. Par conséquent, les tortues à long cou auraient plus de chances de réussir à se reproduire et de transmettre le caractère à long cou à leur progéniture. Au fil du temps, seules les tortues à long cou seraient présentes dans la population.
Selon Darwin, la sélection naturelle était le résultat inévitable de trois principes qui fonctionnaient dans la nature. Tout d'abord, la plupart des caractéristiques des organismes sont héritées ou transmises du parent à la progéniture. Personne, y compris Darwin et Wallace, ne savait comment cela s'était passé à l'époque, mais tout le monde s'entendait bien. Ensuite, le nombre de descendants produits est supérieur à celui qui est capable de survivre, de sorte que les ressources nécessaires à la survie et à la reproduction sont limitées. La capacité de reproduction de tous les organismes dépasse les ressources disponibles pour subvenir à leurs besoins. Il existe donc une concurrence pour ces ressources à chaque génération. Darwin et Wallace ont compris ce principe en lisant un essai de l'économiste Thomas Malthus qui a discuté de ce principe en relation avec les populations humaines. Troisièmement, les caractéristiques de la progéniture varient entre elles et ces variations sont héréditaires. Darwin et Wallace ont estimé que les enfants dotés de caractéristiques héréditaires leur permettant de rivaliser au mieux pour des ressources limitées survivront et auront plus de descendants que les individus dont les variations sont moins aptes à rivaliser. Comme les caractéristiques sont héritées, ces traits seront mieux représentés au cours de la prochaine génération. Cela entraînera des changements dans les populations au fil des générations, dans le cadre d'un processus que Darwin a appelé la descendance avec modification. En fin de compte, la sélection naturelle conduit à une meilleure adaptation de la population à son environnement local ; c'est le seul mécanisme connu d'évolution adaptative.
Des articles de Darwin et Wallace (Figure\(\PageIndex{2}\)) présentant l'idée de la sélection naturelle ont été lus ensemble en 1858 devant la Linnean Society de Londres. L'année suivante, le livre de Darwin, On the Origin of Species, a été publié. Son livre exposait de manière très détaillée ses arguments en faveur de l'évolution par sélection naturelle.
Les démonstrations de l'évolution par sélection naturelle prennent du temps et sont difficiles à obtenir. L'un des meilleurs exemples a été démontré chez les oiseaux qui ont contribué à inspirer la théorie de Darwin : les pinsons des Galápagos. Peter et Rosemary Grant et leurs collègues étudient les populations de pinsons des Galápagos chaque année depuis 1976 et ont fourni d'importantes démonstrations de sélection naturelle. Les Grants ont constaté des changements d'une génération à l'autre dans la distribution des formes de bec chez le pinson de taille moyenne sur l'île de Daphne Major aux Galápagos. Les oiseaux ont hérité d'une forme de bec variable, certains d'entre eux ayant un bec large et profond tandis que d'autres ont un bec plus fin. Au cours d'une période où les précipitations étaient supérieures à la normale en raison d'un phénomène El Niño, les grosses graines dures consommées par les oiseaux à gros bec ont diminué en nombre ; toutefois, les petites graines molles que mangeaient les oiseaux à petit bec étaient abondantes. La survie et la reproduction ont donc été bien meilleures les années suivantes pour les oiseaux à petit bec. Dans les années qui ont suivi cet El Niño, les Grants ont mesuré la taille du bec de la population et ont constaté que la taille moyenne du bec était plus petite. Comme la taille du bec est une caractéristique héréditaire, les parents ayant un petit bec ont eu plus de descendants et la taille des becs a évolué pour devenir plus petit. À mesure que les conditions se sont améliorées en 1987 et que de plus en plus de graines plus grosses sont devenues disponibles, la tendance à la réduction de la taille
Lien de carrière : biologiste de terrain
De nombreuses personnes font de la randonnée, explorent des grottes, font de la plongée sous-marine ou escaladent des montagnes pour se Les gens participent souvent à ces activités dans l'espoir d'observer la faune. Découvrir le plein air peut être incroyablement agréable et revigorant. Et si votre travail était d'être à l'extérieur, dans la nature ? Par définition, les biologistes de terrain travaillent « sur le terrain » à l'extérieur. Dans ce cas, le terme champ désigne tout endroit à l'extérieur, même sous l'eau. Un biologiste de terrain concentre généralement ses recherches sur une espèce, un groupe d'organismes ou un habitat spécifique (Figure\(\PageIndex{3}\)).
L'un des objectifs de nombreux biologistes de terrain est de découvrir de nouvelles espèces qui n'ont jamais été répertoriées. Non seulement ces découvertes élargissent notre compréhension du monde naturel, mais elles mènent également à d'importantes innovations dans des domaines tels que la médecine et l'agriculture. Les espèces végétales et microbiennes, en particulier, peuvent révéler de nouvelles connaissances médicinales et nutritives. D'autres organismes peuvent jouer un rôle clé dans les écosystèmes ou être considérés comme rares et avoir besoin de protection. Une fois découvertes, ces espèces importantes peuvent être utilisées comme preuves pour les réglementations et les lois environnementales.
Processus et modèles d'évolution
La sélection naturelle ne peut avoir lieu que s'il existe des variations, ou des différences, entre les individus d'une population. Il est important de noter que ces différences doivent avoir une base génétique ; sinon, la sélection n'entraînera aucun changement chez la prochaine génération. Cela est essentiel car les variations entre les individus peuvent être causées par des raisons non génétiques, telles que la taille d'une personne en raison d'une meilleure nutrition plutôt que de gènes différents.
La diversité génétique d'une population provient de deux mécanismes principaux : la mutation et la reproduction sexuée. La mutation, c'est-à-dire la modification de l'ADN, est la source ultime de nouveaux allèles ou de nouvelles variations génétiques dans n'importe quelle population. Les changements génétiques provoqués par la mutation peuvent avoir l'un des trois effets suivants sur le phénotype. Une mutation affecte le phénotype de l'organisme d'une manière qui réduit sa forme physique, réduit ses chances de survie ou réduit sa progéniture. Une mutation peut produire un phénotype ayant un effet bénéfique sur la condition physique. De plus, de nombreuses mutations n'auront aucun effet sur l'adéquation du phénotype ; on les appelle mutations neutres. Les mutations peuvent également avoir toute une gamme d'effets sur la capacité physique de l'organisme qui les exprime dans leur phénotype, allant d'un effet faible à un effet important. La reproduction sexuée mène également à la diversité génétique : lorsque deux parents se reproduisent, des combinaisons uniques d'allèles s'assemblent pour produire des génotypes et donc des phénotypes uniques chez chacun des descendants.
Un trait héréditaire qui contribue à la survie et à la reproduction d'un organisme dans son environnement actuel est appelé adaptation. Les scientifiques décrivent des groupes d'organismes qui s'adaptent à leur environnement lorsqu'une modification de l'étendue des variations génétiques se produit au fil du temps et qui augmente ou maintient l' « adaptation » de la population à son environnement. Les pieds palmés des ornithorynques sont une adaptation à la natation. La fourrure épaisse des léopards des neiges est une adaptation à la vie dans le froid. La vitesse rapide des guépards est une adaptation à la capture de proies.
Le caractère favorable ou non dépend des conditions environnementales du moment. Les mêmes caractéristiques ne sont pas toujours sélectionnées car les conditions environnementales peuvent changer. Prenons l'exemple d'une espèce de plante qui pousse dans un climat humide et qui n'a pas besoin de conserver l'eau. Les grandes feuilles ont été sélectionnées parce qu'elles permettaient à la plante de tirer plus d'énergie du soleil. Les grandes feuilles ont besoin de plus d'eau pour s'entretenir que les petites feuilles, et l'environnement humide a fourni des conditions favorables pour les grandes feuilles. Après des milliers d'années, le climat a changé et la région n'avait plus d'excès d'eau. L'orientation de la sélection naturelle a changé, de sorte que les plantes à petites feuilles ont été sélectionnées parce que ces populations étaient capables de conserver l'eau pour survivre aux nouvelles conditions environnementales.
L'évolution des espèces a entraîné d'énormes variations de forme et de fonction. Parfois, l'évolution donne naissance à des groupes d'organismes qui deviennent extrêmement différents les uns des autres. Lorsque deux espèces évoluent dans des directions différentes à partir d'un point commun, on parle d'évolution divergente. Cette évolution divergente peut être observée dans les formes des organes reproducteurs des plantes à fleurs qui partagent les mêmes anatomies de base ; cependant, leur apparence peut être très différente en raison de la sélection dans différents environnements physiques et de l'adaptation à différents types de pollinisateurs (Figure\(\PageIndex{4}\)).
Dans d'autres cas, des phénotypes similaires évoluent indépendamment chez des espèces apparentées de loin. Par exemple, le vol a évolué à la fois chez les chauves-souris et les insectes, qui possèdent tous deux des structures appelées ailes, qui sont des adaptations au vol. Cependant, les ailes des chauves-souris et des insectes ont évolué à partir de structures originales très différentes. Ce phénomène est appelé évolution convergente, où des traits similaires évoluent indépendamment chez des espèces qui ne partagent pas d'ascendance commune récente. Les deux espèces ont assumé la même fonction en volant, mais séparément l'une de l'autre.
Ces changements physiques se produisent sur des périodes de temps énormes et aident à expliquer comment se produit l'évolution. La sélection naturelle agit sur des organismes individuels qui, à leur tour, peuvent façonner une espèce entière. Bien que la sélection naturelle puisse agir en une seule génération sur un individu, l'évolution du génotype d'une espèce entière peut prendre des milliers, voire des millions d'années. C'est au cours de ces longues périodes que la vie sur terre a changé et continue de changer.
Preuve d'évolution
Les preuves de l'évolution sont convaincantes et nombreuses. En examinant tous les niveaux d'organisation des systèmes vivants, les biologistes voient la signature de l'évolution passée et présente. Darwin a consacré une grande partie de son livre, Sur l'origine des espèces, à identifier les modèles naturels qui étaient compatibles avec l'évolution, et depuis Darwin, notre compréhension est devenue plus claire et plus large.
Fossiles
Les fossiles fournissent des preuves solides que les organismes du passé ne sont pas les mêmes que ceux que l'on trouve aujourd'hui, et les fossiles montrent une progression de l'évolution. Les scientifiques déterminent l'âge des fossiles et les classent dans le monde entier afin de déterminer quand les organismes vivaient les uns par rapport aux autres. Les archives fossiles qui en résultent racontent l'histoire du passé et montrent l'évolution de la forme sur des millions d'années (Figure\(\PageIndex{5}\)). Par exemple, les scientifiques ont récupéré des données très détaillées montrant l'évolution des humains et des chevaux (Figure\(\PageIndex{5}\)). La nageoire baleine a une morphologie similaire à celle des appendices des oiseaux et des mammifères (Figure\(\PageIndex{6}\)), ce qui indique que ces espèces ont un ancêtre commun.
Anatomie et embryologie
Un autre type de preuve de l'évolution est la présence de structures dans des organismes qui partagent la même forme de base. Par exemple, les os des appendices d'un humain, d'un chien, d'un oiseau et d'une baleine partagent tous la même construction globale (Figure\(\PageIndex{6}\)), du fait de leur origine dans les appendices d'un ancêtre commun. Au fil du temps, l'évolution a entraîné des modifications de la forme et de la taille de ces os chez différentes espèces, mais ils ont conservé la même disposition générale. Les scientifiques appellent ces pièces synonymes des structures homologues.
Certaines structures existent dans des organismes qui n'ont aucune fonction apparente et semblent être des parties résiduelles d'un ancêtre commun antérieur. Ces structures non utilisées et sans fonction sont appelées structures vestigiales. D'autres exemples de structures vestigiales sont les ailes des oiseaux incapables de voler, les feuilles de certains cactus et les os des pattes postérieures des baleines.
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Une autre preuve de l'évolution est la convergence des formes dans des organismes qui partagent des environnements similaires. Par exemple, des espèces d'animaux non apparentés, tels que le renard arctique et le lagopède, vivant dans la région arctique ont été sélectionnées pour leur phénotype blanc saisonnier en hiver afin de se fondre dans la neige et la glace (Figure\(\PageIndex{7}\)). Ces similitudes ne sont pas dues à une ascendance commune, mais à des pressions de sélection similaires, c'est-à-dire aux avantages de ne pas être vus par les prédateurs.
L'embryologie, c'est-à-dire l'étude du développement de l'anatomie d'un organisme jusqu'à sa forme adulte, fournit également des preuves de la parenté entre des groupes d'organismes aujourd'hui très divergents. Les modifications mutationnelles de l'embryon peuvent avoir des conséquences tellement amplifiées chez l'adulte que la formation de l'embryon tend à être conservée. Par conséquent, les structures absentes dans certains groupes apparaissent souvent sous leur forme embryonnaire et disparaissent lorsque la forme adulte ou juvénile est atteinte. Par exemple, tous les embryons de vertébrés, y compris les humains, présentent des fentes branchiales et des queues à un moment ou à un autre de leur développement. Ils disparaissent chez les adultes des groupes terrestres, mais sont maintenus dans les formes adultes des groupes aquatiques tels que les poissons et certains amphibiens. Les embryons de grands singes, y compris les humains, ont une structure de queue au cours de leur développement qui est perdue au moment de la naissance.
Biogéographie
La distribution géographique des organismes sur la planète suit des modèles qui s'expliquent le mieux par l'évolution en conjonction avec le mouvement des plaques tectoniques au cours du temps géologique. Les grands groupes qui ont évolué avant l'éclatement du supercontinent Pangée (il y a environ 200 millions d'années) sont répartis dans le monde entier. Les groupes qui ont évolué depuis la rupture apparaissent uniquement dans certaines régions de la planète, comme la flore et la faune uniques des continents du nord qui se sont formés à partir du supercontinent Laurasia et des continents du sud qui se sont formés à partir du supercontinent Gondwana. La présence de membres de la famille des protéacées en Australie, en Afrique australe et en Amérique du Sud s'explique le mieux par leur présence avant la rupture du supercontinent sud du Gondwana.
La grande diversification des marsupiaux en Australie et l'absence d'autres mammifères reflètent la longue période d'isolement de l'Australie. L'Australie regorge d'espèces endémiques, que l'on ne trouve nulle part ailleurs, ce qui est typique des îles dont l'isolement par des étendues d'eau empêche les espèces de migrer. Au fil du temps, ces espèces divergent au fil du temps pour devenir de nouvelles espèces très différentes de leurs ancêtres qui peuvent exister sur le continent. Les marsupiaux d'Australie, les pinsons des Galápagos et de nombreuses espèces des îles hawaïennes sont tous uniques à leur point d'origine, mais ils entretiennent des relations lointaines avec les espèces ancestrales des terres continentales.
Biologie moléculaire
Comme les structures anatomiques, les structures des molécules de la vie reflètent une descendance accompagnée de modifications. L'existence d'un ancêtre commun à toutes les formes de vie se reflète dans l'universalité de l'ADN en tant que matériel génétique et dans la quasi-universalité du code génétique et des mécanismes de réplication et d'expression de l'ADN. Les divisions fondamentales de la vie entre les trois domaines se reflètent dans des différences structurelles majeures dans des structures par ailleurs conservatrices, telles que les composants des ribosomes et les structures des membranes. En général, la parenté des groupes d'organismes se reflète dans la similitude de leurs séquences d'ADN, exactement le schéma que l'on pourrait attendre de la descendance et de la diversification d'un ancêtre commun.
Les séquences d'ADN ont également mis en lumière certains des mécanismes de l'évolution. Par exemple, il est clair que l'évolution de nouvelles fonctions des protéines se produit généralement après des événements de duplication génique qui permettent la modification libre d'une copie par mutation, sélection ou dérive (modifications du pool génétique d'une population résultant du hasard), tandis que la seconde copie continue de produire une protéine.
Idées fausses sur l'évolution
Bien que la théorie de l'évolution ait suscité une certaine controverse lorsqu'elle a été proposée pour la première fois, elle a été acceptée presque universellement par les biologistes, en particulier les jeunes biologistes, dans les 20 ans suivant la publication de On the Origin of Species. Néanmoins, la théorie de l'évolution est un concept difficile et les idées fausses sur son fonctionnement abondent.
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Ce site aborde certaines des principales idées fausses associées à la théorie de l'évolution.
L'évolution n'est qu'une théorie
Les critiques de la théorie de l'évolution rejettent son importance en confondant délibérément l'usage quotidien du mot « théorie » avec la façon dont les scientifiques l'utilisent. En science, on entend par « théorie » un ensemble d'explications soigneusement testées et vérifiées pour un ensemble d'observations du monde naturel. Les scientifiques ont une théorie de l'atome, une théorie de la gravité et une théorie de la relativité, chacune décrivant des faits connus sur le monde. De la même manière, la théorie de l'évolution décrit des faits concernant le monde vivant. À ce titre, une théorie scientifique a survécu à des efforts importants visant à la discréditer par les scientifiques. En revanche, une « théorie » en langage courant est un mot qui signifie une supposition ou une explication suggérée ; ce sens s'apparente davantage au concept scientifique d' « hypothèse ». Lorsque les critiques de l'évolution affirment que l'évolution n'est « qu'une théorie », ils sous-entendent que peu de preuves la soutiennent et qu'elle est toujours en train d'être rigoureusement testée. Il s'agit d'une erreur de qualification.
Les individus évoluent
L'évolution est l'évolution de la composition génétique d'une population au fil du temps, en particulier au fil des générations, résultant de la reproduction différentielle d'individus porteurs de certains allèles. Les individus changent au cours de leur vie, évidemment, mais c'est ce que l'on appelle le développement et implique des changements programmés par l'ensemble des gènes que l'individu a acquis à la naissance en coordination avec son environnement. Lorsque l'on pense à l'évolution d'une caractéristique, il est probablement préférable de penser à l'évolution de la valeur moyenne de la caractéristique dans la population au fil du temps. Par exemple, lorsque la sélection naturelle entraîne une modification de la taille du bec chez les pinsons de taille moyenne aux Galápagos, cela ne signifie pas que les becs individuels des pinsons changent. Si l'on mesure la taille moyenne du bec de tous les individus de la population à un moment donné, puis que l'on mesure la taille moyenne du bec dans la population plusieurs années plus tard, cette valeur moyenne sera différente en raison de l'évolution. Bien que certains individus puissent survivre de la première à la seconde fois, ils auront toujours la même taille de bec ; toutefois, de nombreux nouveaux individus contribueront à l'évolution de la taille moyenne du bec.
L'évolution explique l'origine de la vie
C'est un malentendu courant que l'évolution inclut une explication des origines de la vie. À l'inverse, certains critiques de la théorie estiment qu'elle ne peut pas expliquer l'origine de la vie. La théorie ne cherche pas à expliquer l'origine de la vie. La théorie de l'évolution explique comment les populations évoluent au fil du temps et comment la vie diversifie l'origine des espèces. Il ne met pas en lumière les débuts de la vie, y compris l'origine des premières cellules, c'est ainsi que la vie est définie. Les mécanismes à l'origine de la vie sur Terre constituent un problème particulièrement difficile car il s'est produit il y a très longtemps, et probablement qu'il ne s'est produit qu'une seule fois. Il est important de noter que les biologistes pensent que la présence de vie sur Terre exclut la possibilité que les événements qui ont conduit à la vie sur Terre se répètent, car les stades intermédiaires deviendraient immédiatement de la nourriture pour les êtres vivants existants.
Cependant, une fois qu'un mécanisme d'hérédité serait en place sous la forme d'une molécule telle que l'ADN, soit à l'intérieur d'une cellule, soit dans une pré-cellule, ces entités seraient soumises au principe de la sélection naturelle. Des reproducteurs plus efficaces augmenteraient en fréquence au détriment des reproducteurs inefficaces. Ainsi, bien que l'évolution n'explique pas l'origine de la vie, elle peut avoir quelque chose à dire sur certains des processus qui se produisent une fois que des entités prévivantes ont acquis certaines propriétés.
Les organismes évoluent intentionnellement
Des déclarations telles que « les organismes évoluent en réponse à un changement d'environnement » sont assez courantes, mais de telles déclarations peuvent donner lieu à deux types de malentendus. Tout d'abord, l'énoncé ne doit pas être compris comme signifiant que les organismes individuels évoluent. L'expression est un abréviation pour « une population évolue en réponse à un environnement en évolution ». Cependant, un deuxième malentendu peut survenir en interprétant l'énoncé comme signifiant que l'évolution est en quelque sorte intentionnelle. Un environnement modifié fait en sorte que certaines personnes de la population, celles qui présentent des phénotypes particuliers, en bénéficient et produisent donc proportionnellement plus de descendants que d'autres phénotypes. Cela entraîne une modification de la population si les caractéristiques sont déterminées génétiquement.
Il est également important de comprendre que la variation sur laquelle agit la sélection naturelle se trouve déjà dans une population et ne se produit pas en réponse à un changement environnemental. Par exemple, l'application d'antibiotiques à une population de bactéries permettra, au fil du temps, de sélectionner une population de bactéries résistantes aux antibiotiques. La résistance, qui est causée par un gène, n'est pas née d'une mutation due à l'application de l'antibiotique. Le gène de résistance était déjà présent dans le patrimoine génétique de la bactérie, probablement à une faible fréquence. L'antibiotique, qui tue les cellules bactériennes dépourvues du gène de résistance, sélectionne fortement les individus résistants, car ce sont les seuls à avoir survécu et à se diviser. Des expériences ont démontré que les mutations de la résistance aux antibiotiques ne se produisent pas à la suite d'antibiotiques.
Dans un sens plus large, l'évolution n'est pas dirigée vers un but. Les espèces ne s'améliorent pas au fil du temps ; elles suivent simplement l'évolution de leur environnement grâce à des adaptations qui maximisent leur reproduction dans un environnement particulier à un moment donné. L'évolution n'a pas pour objectif de rendre les espèces plus rapides, plus grandes, plus complexes ou encore plus intelligentes, malgré le caractère courant de ce type de langage dans le discours populaire. Les caractéristiques qui évoluent chez une espèce dépendent de la variation présente et de l'environnement, qui changent constamment de manière non directionnelle. Quel trait convient à un environnement à la fois peut être fatal à un moment donné dans le futur. Cela vaut aussi bien pour une espèce d'insecte que pour l'espèce humaine.
Résumé
L'évolution est le processus d'adaptation par mutation qui permet de transmettre des caractéristiques plus souhaitables à la génération suivante. Au fil du temps, les organismes développent de plus en plus de caractéristiques bénéfiques à leur survie. Pour que les organismes vivants puissent s'adapter et changer aux pressions environnementales, une variation génétique doit être présente. En raison de la variation génétique, les individus présentent des différences de forme et de fonction qui permettent à certains de mieux survivre à certaines conditions que d'autres. Ces organismes transmettent leurs caractéristiques favorables à leur progéniture. Finalement, les environnements changent et ce qui était autrefois un trait souhaitable et avantageux peut devenir un trait indésirable et les organismes peuvent continuer à évoluer. L'évolution peut être convergente avec des traits similaires évoluant chez plusieurs espèces ou divergente avec des traits divers évoluant chez plusieurs espèces provenant d'un ancêtre commun. Les preuves de l'évolution peuvent être observées au moyen du code ADN et des archives fossiles, ainsi que par l'existence de structures homologues et vestigiales.
Lexique
- adaptation
- caractère ou comportement héréditaire d'un organisme qui contribue à sa survie et à sa reproduction dans son environnement actuel
- évolution convergente
- processus par lequel des groupes d'organismes évoluent indépendamment vers des formes similaires
- évolution divergente
- processus par lequel des groupes d'organismes évoluent dans diverses directions à partir d'un point commun
- structures homologues
- structures parallèles dans divers organismes ayant un ancêtre commun
- sélection naturelle
- reproduction d'individus présentant des traits génétiques favorables qui survivent aux changements environnementaux grâce à ces traits, entraînant des changements évolutifs
- variation
- différences génétiques entre les individus d'une population
- structure vestigiale
- structure physique présente dans un organisme mais qui n'a aucune fonction apparente et qui semble provenir d'une structure fonctionnelle d'un ancêtre lointain