Évolution (biologie)

L'évolution est un processus biologique qui fait que les êtres vivants changent sur une longue période. L'explication du fonctionnement de ce processus et de la façon dont les êtres vivants sont devenus ce qu'ils sont est appelée la théorie de l'évolution.

La Terre est très vieille. En étudiant les couches de roches qui composent la croûte terrestre, les scientifiques peuvent découvrir son passé. Ce type de recherche est appelé géologie historique.

On sait que les êtres vivants ont changé au fil du temps, car leurs restes sont visibles dans les roches. Ces restes sont appelés "fossiles". Cela prouve que les animaux et les plantes d'aujourd'hui sont différents de ceux d'il y a longtemps. Plus les fossiles sont anciens, plus les différences avec les formes modernes sont importantes. Comment en est-on arrivé là ? L'évolution a eu lieu. L'évolution est un fait, car elle est largement étayée par de nombreuses preuves. En même temps, les biologistes continuent à étudier activement les questions d'évolution.

La comparaison des séquences d'ADN permet de regrouper les organismes en fonction de la similitude de leurs séquences. En 2010, une analyse a comparé les séquences aux arbres phylogénétiques, et a soutenu l'idée d'une descendance commune. Il y a maintenant "un fort soutien quantitatif, par un test formel", pour l'unité de la vie.

La théorie de l'évolution est la base de la biologie moderne. Theodosius Dobzhansky, un biologiste évolutionniste bien connu, a déclaré "Rien en biologie n'a de sens si ce n'est à la lumière de l'évolution".

L'arbre de la vie montrant les trois domaines de la vie sur Terre.Zoom
L'arbre de la vie montrant les trois domaines de la vie sur Terre.

La théorie de Darwin

L'ouvrage de Darwin sur l'origine des espèces a deux thèmes : les preuves de l'évolution et ses idées sur la façon dont l'évolution s'est produite. Cette section traite de la deuxième question.

Variation

Les deux premiers chapitres de l'Origine traitent de la variation des plantes et des animaux domestiqués, et de la variation de la nature.

Tous les êtres vivants présentent des variations. Toutes les populations étudiées montrent que les animaux et les plantes varient autant que les hommes. p90 C'est un grand fait de la nature, et sans lui l'évolution ne se produirait pas. Darwin a dit que, tout comme l'homme sélectionne ce qu'il veut dans ses animaux de ferme, les variations dans la nature permettent à la sélection naturelle de fonctionner.

Les caractéristiques d'un individu sont influencées par deux choses, l'hérédité et l'environnement. Premièrement, le développement est contrôlé par les gènes hérités des parents. Deuxièmement, le fait de vivre apporte ses propres influences. Certaines choses sont entièrement héritées, d'autres partiellement, et d'autres pas du tout.

La couleur des yeux est entièrement héritée ; c'est un trait génétique. La taille ou le poids ne sont que partiellement hérités, et la langue n'est pas du tout héritée. Pour être clair : le fait que les humains puissent parler est héréditaire, mais la langue parlée dépend de l'endroit où une personne vit et de ce qu'on lui enseigne. Autre exemple : une personne hérite d'un cerveau de capacité quelque peu variable. Ce qui se passe après la naissance dépend de nombreux facteurs tels que l'environnement familial, l'éducation et d'autres expériences. Lorsqu'une personne est adulte, son cerveau est ce que son héritage et son expérience de vie ont fait.

L'évolution ne concerne que les traits qui peuvent être hérités, en tout ou en partie. Les traits héréditaires sont transmis d'une génération à l'autre par les gènes. Les gènes d'une personne contiennent tous les traits qu'elle a hérités de ses parents. Les accidents de la vie ne sont pas transmis. De plus, bien sûr, chaque personne vit une vie quelque peu différente : cela accroît les différences.

Le succès reproductif des organismes varie d'une population à l'autre. p81 Du point de vue de l'évolution, le "succès reproductif" désigne le nombre total de descendants qui vivent pour se reproduire et qui laissent des descendants eux-mêmes.

Variation héréditaire

La variation ne peut affecter les générations futures que si elle est héritée. Grâce au travail de Gregor Mendel, nous savons qu'une grande partie de la variation est héritée. Les "facteurs" de Mendel sont maintenant appelés gènes. Les recherches ont montré que presque chaque individu d'une espèce se reproduisant sexuellement est génétiquement unique. p204

La variation génétique est accrue par les mutations de gènes. L'ADN ne se reproduit pas toujours exactement. De rares changements se produisent, et ces changements peuvent être hérités. De nombreuses modifications de l'ADN provoquent des défauts ; certaines sont neutres ou même avantageuses. Cela donne naissance à la variation génétique, qui est la graine de l'évolution. La reproduction sexuelle, par le croisement des chromosomes lors de la méiose, répand la variation dans la population. D'autres événements, comme la sélection naturelle et la dérive, réduisent la variation. Ainsi, une population dans la nature présente toujours des variations, mais les détails changent toujours. p90

Sélection naturelle

L'évolution fonctionne principalement par sélection naturelle. Qu'est-ce que cela signifie ? Les animaux et les plantes qui sont les mieux adaptés à leur environnement survivront en moyenne mieux. Il y a une lutte pour l'existence. Ceux qui survivent produiront la prochaine génération. Leurs gènes seront transmis, et les gènes de ceux qui ne se sont pas reproduits ne le seront pas. C'est le mécanisme de base qui change une population et provoque l'évolution.

La sélection naturelle explique pourquoi les organismes vivants changent au fil du temps pour avoir l'anatomie, les fonctions et le comportement qu'ils ont. C'est ainsi que cela fonctionne :

  1. Tous les êtres vivants ont une telle fécondité que la taille de leur population pourrait augmenter rapidement à jamais.
  2. Nous constatons que la taille des populations n'augmente pas à ce point. La plupart du temps, les chiffres restent à peu près les mêmes.
  3. Les ressources alimentaires et autres sont limitées. Il y a donc une concurrence pour la nourriture et les ressources.
  4. Il n'y a pas deux individus identiques. Par conséquent, ils n'auront pas les mêmes chances de vivre et de se reproduire.
  5. Une grande partie de cette variation peut être héritée. Les parents transmettent ces caractéristiques à leurs enfants par leurs gènes.
  6. La prochaine génération ne peut venir que de ceux qui survivent et se reproduisent. Après plusieurs générations, la population aura des différences génétiques plus utiles et moins nuisibles. La sélection naturelle est en réalité un processus d'élimination. p117 L'élimination est causée par l'adéquation relative entre les individus et l'environnement dans lequel ils vivent.

Sélection dans les populations naturelles

Il y a maintenant de nombreux cas où la sélection naturelle a été prouvée dans les populations sauvages. Presque tous les cas étudiés de camouflage, de mimétisme et de polymorphisme ont montré de forts effets de la sélection.

La force de sélection peut être beaucoup plus forte que ne le pensaient les premiers généticiens des populations. La résistance aux pesticides s'est rapidement accrue. La résistance à la warfarine chez les rats de Norvège (Rattus norvegicus) a augmenté rapidement parce que ceux qui ont survécu constituaient une part de plus en plus importante de la population. Les recherches ont montré qu'en l'absence de warfarine, l'homozygote résistant était désavantagé de 54% par rapport à l'homozygote normal de type sauvage. p182 Ce grand désavantage a été rapidement surmonté par la sélection pour la résistance à la warfarine.

Les mammifères ne peuvent normalement pas boire de lait à l'âge adulte, mais les humains sont une exception. Le lait est digéré par l'enzyme lactase, qui s'éteint lorsque les mammifères cessent de prendre le lait de leur mère. La capacité de l'homme à boire du lait pendant sa vie d'adulte est soutenue par une mutation de la lactase qui empêche cet arrêt. Les populations humaines présentent une forte proportion de cette mutation partout où le lait est important dans l'alimentation. La propagation de cette "tolérance au lait" est favorisée par la sélection naturelle, car elle aide les gens à survivre là où le lait est disponible. Des études génétiques suggèrent que les plus anciennes mutations provoquant la persistance de la lactase n'ont atteint des niveaux élevés dans les populations humaines qu'au cours des dix derniers milliers d'années. C'est pourquoi la persistance de la lactase est souvent citée comme un exemple de l'évolution récente de l'homme. Comme la persistance de la lactase est génétique, mais que l'élevage est un trait culturel, il s'agit d'une coévolution gène-culture.

Adaptation

L'adaptation est l'un des phénomènes fondamentaux de la biologie. Grâce au processus d'adaptation, un organisme devient mieux adapté à son habitat.

L'adaptation est l'un des deux principaux processus qui expliquent la diversité des espèces que nous voyons en biologie. L'autre est la spéciation (scission des espèces ou cladogenèse). L'évolution des cichlidés dans les rivières et les lacs africains est l'un des exemples préférés utilisés aujourd'hui pour étudier l'interaction entre l'adaptation et la spéciation.

Lorsque les gens parlent d'adaptation, ils veulent souvent dire quelque chose qui aide un animal ou une plante à survivre. L'une des adaptations les plus répandues chez les animaux est l'évolution de l'œil. Un autre exemple est l'adaptation des dents des chevaux au broyage de l'herbe. Le camouflage est une autre adaptation, tout comme le mimétisme. Les animaux les mieux adaptés sont ceux qui ont le plus de chances de survivre et de se reproduire avec succès (sélection naturelle).

Un parasite interne (tel qu'un douve) est un bon exemple : il a une structure corporelle très simple, mais l'organisme est tout de même très adapté à son environnement particulier. L'adaptation n'est donc pas seulement une question de caractéristiques visibles : chez ces parasites, des adaptations critiques ont lieu au cours du cycle de vie, qui est souvent assez complexe.

Limitations

Toutes les caractéristiques d'un organisme ne sont pas des adaptations. p251 Les adaptations ont tendance à refléter la vie passée d'une espèce. Si une espèce a récemment modifié son mode de vie, une adaptation autrefois précieuse peut devenir inutile, et finalement devenir un vestige en voie d'extinction.

Les adaptations ne sont jamais parfaites. Il y a toujours des compromis entre les différentes fonctions et structures d'un organisme. C'est l'organisme dans son ensemble qui vit et se reproduit, c'est donc l'ensemble des adaptations qui est transmis aux générations futures.

La dérive génétique et ses effets

Dans les populations, il y a des forces qui ajoutent des variations à la population (comme la mutation), et des forces qui l'enlèvent. La dérive génétique est le nom donné aux changements aléatoires qui suppriment la variation d'une population. La dérive génétique élimine la variation au taux de 1/(2N) où N = taille de la population. p29 Il s'agit donc d'une "force évolutive très faible dans les grandes populations". p55

La dérive génétique explique comment le hasard peut affecter l'évolution de manière étonnamment importante, mais seulement lorsque les populations sont assez petites. Globalement, son action consiste à rendre les individus plus semblables les uns aux autres, et donc plus vulnérables aux maladies ou aux événements aléatoires de leur environnement.

  1. La dérive réduit la variation génétique des populations, ce qui peut réduire la capacité d'une population à survivre à de nouvelles pressions sélectives.
  2. La dérive génétique agit plus rapidement et a des résultats plus drastiques dans les petites populations. Les petites populations s'éteignent généralement.
  3. La dérive génétique peut contribuer à la spéciation, si le petit groupe survit.
  4. Les goulets d'étranglement : lorsqu'une population importante est soudainement et radicalement réduite par un événement quelconque, la variété génétique sera très réduite. Les infections et les événements climatiques extrêmes sont des causes fréquentes. Parfois, les invasions d'espèces plus compétitives peuvent être dévastatrices.
    ♦ Dans les années 1880/90, la chasse a réduit l'éléphant de mer du Nord à une vingtaine d'individus seulement. Bien que la population ait rebondi, sa variabilité génétique est beaucoup moins importante que celle de l'éléphant de mer du Sud.
    ♦ Les guépards ont très peu de variation. Nous pensons que l'espèce a été réduite à un petit nombre récemment. En raison de son manque de variation génétique, il est en danger de maladies infectieuses.
  5. Événements fondateurs : ils se produisent lorsqu'un petit groupe se détache d'une population plus importante. Le petit groupe vit alors séparément de la population principale. L'espèce humaine est souvent citée comme ayant passé par de telles étapes. Par exemple, lorsque des groupes ont quitté l'Afrique pour s'installer ailleurs (voir évolution humaine). Apparemment, notre répartition mondiale présente moins de variations que ce à quoi on pourrait s'attendre.
    Les groupes qui arrivent sur des îles éloignées du continent sont également de bons exemples. Ces groupes, en raison de leur petite taille, ne peuvent pas porter toute la gamme d'allèles que l'on trouve dans la population mère.

Espèces

La façon dont les espèces se forment est une partie importante de la biologie de l'évolution. Darwin a interprété le terme "évolution" (un mot qu'il n'a pas utilisé au début) comme étant une question de spéciation. C'est pourquoi il a intitulé son célèbre livre "L'origine des espèces".

Darwin pensait que la plupart des espèces étaient directement issues d'espèces préexistantes. C'est ce qu'on appelle l'anagénèse : de nouvelles espèces par des espèces plus anciennes qui se transforment. Aujourd'hui, nous pensons que la plupart des espèces naissent d'une scission d'espèces antérieures : la cladogenèse.

Fractionnement des espèces

Deux groupes qui commencent la même chose peuvent aussi devenir très différents s'ils vivent dans des endroits différents. Lorsqu'une espèce est divisée en deux régions géographiques, un processus s'enclenche. Chacune s'adapte à sa propre situation. Après un certain temps, les individus d'un groupe ne peuvent plus se reproduire avec l'autre groupe. Deux bonnes espèces ont évolué à partir d'une seule.

Un explorateur allemand, Moritz Wagner, pendant ses trois années en Algérie dans les années 1830, a étudié les coléoptères sans vol. Chaque espèce est confinée à une partie de la côte nord entre les rivières qui descendent des montagnes de l'Atlas jusqu'à la Méditerranée. Dès que l'on traverse un fleuve, une espèce différente mais étroitement apparentée apparaît. Il a écrit plus tard :

"... une [nouvelle] espèce n'apparaîtra que lorsque quelques individus auront franchi les limites de leur aire de répartition... la formation d'une nouvelle race ne réussira jamais... sans une longue séparation continue des colons des autres membres de leur espèce".

C'était un des premiers témoignages de l'importance de la séparation géographique. Un autre biologiste qui pensait que la séparation géographique était essentielle était Ernst Mayr.

Un exemple de spéciation naturelle est l'épinoche à trois épines, un poisson de mer qui, après la dernière période glaciaire, a envahi les eaux douces et a établi des colonies dans des lacs et des cours d'eau isolés. Sur environ 10 000 générations, les épinoches présentent de grandes différences, notamment des variations de nageoires, des changements dans le nombre ou la taille de leurs plaques osseuses, une structure de mâchoire variable et des différences de couleur.

Les wombats d'Australie se divisent en deux groupes principaux, les wombats communs et les wombats à nez poilu. Les deux types se ressemblent beaucoup, à part la pilosité de leur nez. Cependant, ils sont adaptés à des environnements différents. Les wombats communs vivent dans des zones forestières et mangent principalement des aliments verts très humides. Ils se nourrissent souvent pendant la journée. Les wombats à nez poilu vivent dans des plaines chaudes et sèches où ils se nourrissent d'herbe sèche contenant très peu d'eau ou de bonnes choses. Leur système métabolique est lent et ils dorment la majeure partie de la journée sous terre.

Lorsque deux groupes qui ont commencé la même chose deviennent assez différents, ils deviennent alors deux espèces différentes. Une partie de la théorie de l'évolution est que tous les êtres vivants ont commencé de la même façon, mais se sont ensuite divisés en différents groupes pendant des milliards d'années.

Les membres de cette famille sont semblables à certains égards, différents à d'autresZoom
Les membres de cette famille sont semblables à certains égards, différents à d'autres

Variation . La fleur de droite a une couleur différente.Zoom
Variation . La fleur de droite a une couleur différente.

Cliquer pour agir   Dans cette simulation, il y a fixation de l'"allèle"   bleu dans cinq générations.Zoom
Cliquer pour agir   Dans cette simulation, il y a fixation de l'"allèle"   bleu dans cinq générations.

L'épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus)Zoom
L'épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus)

Synthèse de l'évolution moderne

Il s'agit d'un mouvement important de la biologie de l'évolution, qui a commencé dans les années 1930 et s'est achevé dans les années 1950. Il a été régulièrement mis à jour depuis lors. La synthèse explique comment les idées de Charles Darwin cadrent avec les découvertes de Gregor Mendel, qui a découvert comment nous héritons de nos gènes. La synthèse moderne a permis de mettre à jour l'idée de Darwin. Elle a comblé le fossé entre les différents types de biologistes : généticiens, naturalistes et paléontologues.

Lorsque la théorie de l'évolution a été développée, il n'était pas évident que la sélection naturelle et la génétique fonctionnaient ensemble. Mais Ronald Fisher a montré que la sélection naturelle fonctionnerait pour changer les espèces. Sewall Wright a expliqué la dérive génétique en 1931.

  • Évolution et génétique : l'évolution peut s'expliquer par ce que nous savons de la génétique, et par ce que nous voyons des animaux et des plantes vivant à l'état sauvage.
  • Il est important de penser en termes de populations, plutôt qu'en termes d'individus. La variété génétique existant dans les populations naturelles est un facteur clé de l'évolution.
  • L'évolution et les fossiles : les mêmes facteurs qui agissent aujourd'hui agissent aussi dans le passé.
  • Gradualisme : l'évolution est graduelle et se fait généralement par petits pas. Il y a quelques exceptions, notamment la polyploïdie, surtout chez les plantes.
  • Sélection naturelle : la lutte pour l'existence des animaux et des plantes dans la nature provoque la sélection naturelle. La force de la sélection naturelle dans la nature a été plus grande que ce que Darwin lui-même avait prévu.
  • La dérive génétique peut être importante dans les petites populations.
  • Le rythme de l'évolution peut varier. Il existe de très bonnes preuves dans les fossiles que différents groupes peuvent évoluer à des rythmes différents, et que différentes parties d'un animal peuvent évoluer à des rythmes différents. p292, 397

Quelques domaines de recherche

Co-évolution

La co-évolution est le fait que l'existence d'une espèce est étroitement liée à la vie d'une ou plusieurs autres espèces.

Les adaptations nouvelles ou "améliorées" qui se produisent chez une espèce sont souvent suivies par l'apparition et la propagation de caractéristiques connexes chez l'autre espèce. La vie et la mort des êtres vivants sont intimement liées, non seulement à l'environnement physique, mais aussi à la vie des autres espèces.

Ces relations peuvent se poursuivre pendant des millions d'années, comme cela a été le cas pour la pollinisation des plantes à fleurs par les insectes. Le contenu des intestins, la structure des ailes et les pièces buccales des coléoptères et des mouches fossilisés suggèrent qu'ils ont agi comme des pollinisateurs précoces. L'association entre les coléoptères et les angiospermes au cours du Crétacé inférieur a conduit à des radiations parallèles des angiospermes et des insectes vers la fin du Crétacé. L'évolution des nectars dans les fleurs du Crétacé supérieur signale le début du mutualisme entre hyménoptères et angiospermes.

L'arbre de vie

Charles Darwin a été le premier à utiliser cette métaphore en biologie. L'arbre de l'évolution montre les relations entre les différents groupes biologiques. Il comprend des données provenant de l'analyse de l'ADN, de l'ARN et des protéines. L'arbre de vie est un produit de l'anatomie comparative traditionnelle, de l'évolution moléculaire moderne et de la recherche sur l'horloge moléculaire.

La figure majeure de cet ouvrage est Carl Woese, qui a défini l'Archaea, le troisième domaine (ou royaume) de la vie. Vous trouverez ci-dessous une version simplifiée de la compréhension actuelle.

Simplified universal phylogenetic tree

Macroévolution

Macroévolution : l'étude des changements au-dessus du niveau des espèces, et de la façon dont ils se produisent. Les données de base pour une telle étude sont les fossiles (paléontologie) et la reconstruction d'environnements anciens. Quelques sujets dont l'étude s'inscrit dans le cadre de la macroévolution :

  • Les radiations adaptatives, comme l'explosion cambrienne.
  • L'évolution de la biodiversité au fil du temps.
  • Extinctions massives.
  • Taux de spéciation et d'extinction.
  • Le débat entre équilibre ponctuel et gradualisme.
  • Le rôle du développement dans le façonnage de l'évolution : hétérochronie ; gènes hox.
  • Origine des principales catégories : œuf cleidoic ; origine des oiseaux.

C'est un terme de convenance : pour la plupart des biologistes, il ne suggère aucun changement dans le processus d'évolution. p87 Pour certains paléontologues, ce qu'ils voient dans les fossiles ne peut pas être expliqué uniquement par la synthèse évolutionniste gradualiste. Ils sont en minorité.

Altruisme et sélection de groupe

L'altruisme - la volonté des uns de se sacrifier pour les autres - est très répandu chez les animaux sociaux. Comme expliqué ci-dessus, la prochaine génération ne peut venir que de ceux qui survivent et se reproduisent. Certains biologistes ont pensé que cela signifiait que l'altruisme ne pouvait pas évoluer par le processus normal de sélection. À la place, un processus appelé "sélection de groupe" a été proposé. La sélection de groupe fait référence à l'idée que les allèles peuvent se fixer ou se propager dans une population en raison des avantages qu'ils confèrent aux groupes, indépendamment de l'effet des allèles sur l'aptitude des individus au sein de ce groupe.

Pendant plusieurs décennies, les critiques ont jeté un sérieux doute sur la sélection des groupes comme mécanisme majeur d'évolution.

Dans les cas simples, on peut constater d'emblée que la sélection traditionnelle suffit. Par exemple, si un frère ou une sœur se sacrifie pour trois frères ou sœurs, la disposition génétique pour l'acte sera accrue. En effet, les frères et sœurs partagent en moyenne 50 % de leur patrimoine génétique, et l'acte de sacrifice a conduit à une plus grande représentation des gènes dans la génération suivante.

L'altruisme est aujourd'hui généralement considéré comme issu de la sélection standard. La note d'avertissement d'Ernst Mayr et le travail de William Hamilton sont tous deux importants pour cette discussion.

L'équation de Hamilton

L'équation de Hamilton décrit si un gène de comportement altruiste se répandra ou non dans une population. Le gène se répandra si rxb est supérieur à c :

r b > c {\displaystyle rb>c\ }{\displaystyle rb>c\ }

où :

  • c {\displaystyle c\ }{\displaystyle c\ } est le coût de reproduction pour l'altruiste,
  • b [style d'affichage b]{\displaystyle b\ } est l'avantage reproductif pour le bénéficiaire du comportement altruiste, et
  • r {\displaystyle r}{\displaystyle r\ } est la probabilité, au-dessus de la moyenne de la population, que les individus partagent un gène altruiste - le "degré de parenté".

Reproduction sexuelle

Au début, la reproduction sexuelle peut sembler désavantagée par rapport à la reproduction asexuée. Pour être avantageuse, la reproduction sexuelle (fécondation croisée) doit surmonter un double inconvénient (il faut être deux pour se reproduire), auquel s'ajoute la difficulté de trouver un partenaire. Pourquoi, alors, le sexe est-il si presque universel chez les eucaryotes ? C'est l'une des questions les plus anciennes de la biologie.

La réponse a été donnée depuis l'époque de Darwin : parce que les populations sexuelles s'adaptent mieux aux circonstances changeantes. Une récente expérience en laboratoire suggère que c'est effectivement la bonne explication.

"Lorsque des populations sont croisées, la recombinaison génétique se produit entre les différents génomes parentaux. Cela permet à des mutations bénéfiques d'échapper à des allèles délétères sur leur fond d'origine, et de se combiner avec d'autres allèles bénéfiques qui apparaissent ailleurs dans la population. Dans les populations autogames, les individus sont largement homozygotes et la recombinaison n'a aucun effet".

Dans l'expérience principale, les vers nématodes ont été divisés en deux groupes. L'un des groupes était entièrement extraverti, l'autre était entièrement autonome. Les groupes ont été soumis à un terrain accidenté et ont été soumis à plusieurs reprises à un mutagène. Après 50 générations, la population d'autosuffisance a montré une baisse substantielle de la capacité de survie, alors que la population d'allochtones n'a montré aucune baisse. Cette étude fait partie d'un certain nombre d'études qui montrent que la sexualité présente de réels avantages par rapport aux types de reproduction non sexuelle.

Constance des pollinisateurs : ces deux abeilles, actives au même moment et au même endroit, visitent de manière sélective les fleurs d'une seule espèce, comme le montre la couleur du pollen dans leurs paniersZoom
Constance des pollinisateurs : ces deux abeilles, actives au même moment et au même endroit, visitent de manière sélective les fleurs d'une seule espèce, comme le montre la couleur du pollen dans leurs paniers

A quoi sert l'évolution aujourd'hui

Une activité importante est la sélection artificielle pour la domestication. C'est à cette occasion que les gens choisissent les animaux à élever, en fonction de leurs caractéristiques. L'homme l'utilise depuis des milliers d'années pour domestiquer les plantes et les animaux.

Plus récemment, il est devenu possible d'utiliser le génie génétique. De nouvelles techniques telles que le "ciblage des gènes" sont désormais disponibles. L'objectif est d'insérer de nouveaux gènes ou d'éliminer les anciens gènes du génome d'une plante ou d'un animal. Un certain nombre de prix Nobel ont déjà été décernés pour ces travaux.

Cependant, le véritable objectif de l'étude de l'évolution est d'expliquer et d'aider à comprendre la biologie. Après tout, c'est la première bonne explication de la façon dont les êtres vivants sont devenus ce qu'ils sont. C'est une grande réussite. Les choses pratiques viennent principalement de la génétique, la science lancée par Gregor Mendel, et de la biologie moléculaire et cellulaire.

Les joyaux de l'évolution

En 2010, la revue Nature a sélectionné 15 sujets comme "joyaux de l'évolution". Il s'agit de

Les gemmes du registre des fossiles

  1. Les ancêtres terrestres des baleines
  2. De l'eau à la terre (voir tétrapode)
  3. L'origine des plumes (voir l'origine des oiseaux)
  4. L'histoire de l'évolution des dents
  5. L'origine du squelette des vertébrés

Les joyaux des habitats

  1. Sélection naturelle dans la spéciation
  2. La sélection naturelle chez les lézards
  3. Un cas de co-adaptation
  4. Dispersion différentielle chez les oiseaux sauvages
  5. Survie sélective chez les guppies sauvages
  6. L'histoire de l'évolution est importante

Les joyaux des processus moléculaires

  1. Les pinsons des Galapagos de Darwin
  2. La micro-évolution rencontre la macro-évolution
  3. Résistance aux toxines chez les serpents et les palourdes
  4. Variation versus stabilité
  • Nature est la plus ancienne revue scientifique hebdomadaire. Le lien se télécharge sous forme de fichier texte gratuit, avec des références. L'idée est de mettre ces informations à la disposition des enseignants.

Réponses à l'idée d'évolution

Débats sur le fait de l'évolution

L'idée que toute vie a évolué avait été proposée avant que Charles Darwin ne publie On the Origin of species. Aujourd'hui encore, certaines personnes discutent du concept d'évolution et de ce qu'il signifie pour elles, leur philosophie et leur religion. L'évolution explique en effet certaines choses sur notre nature humaine. Les gens parlent aussi des implications sociales de l'évolution, par exemple en sociobiologie.

Certaines personnes ont la croyance religieuse que la vie sur Terre a été créée par un dieu. Afin de s'adapter à l'idée d'évolution avec cette croyance, les gens ont utilisé des idées comme l'évolution guidée ou l'évolution théiste. Ils disent que l'évolution est réelle, mais qu'elle est guidée d'une certaine manière.

Il existe de nombreux concepts différents de l'évolution théiste. De nombreux créationnistes croient que le mythe de la création que l'on trouve dans leur religion va à l'encontre de l'idée d'évolution. Comme Darwin l'a réalisé, la partie la plus controversée de la pensée évolutionniste est ce qu'elle signifie pour les origines humaines.

Dans certains pays, notamment aux États-Unis, il existe des tensions entre les personnes qui acceptent l'idée de l'évolution et celles qui ne l'acceptent pas. Le débat porte principalement sur la question de savoir si l'évolution doit être enseignée dans les écoles et de quelle manière.

D'autres domaines, comme la cosmologie et les sciences de la terre, ne correspondent pas non plus aux écrits originaux de nombreux textes religieux. Ces idées étaient autrefois aussi farouchement opposées. La mort pour hérésie était menacée pour ceux qui écrivaient contre l'idée que la Terre était le centre de l'univers.

La biologie de l'évolution est une idée plus récente. Certains groupes religieux s'opposent à l'idée d'évolution plus que d'autres. Par exemple, l'Église catholique romaine a maintenant la position suivante sur l'évolution : Le pape Pie XII a déclaré dans son encyclique Humani Generis publiée dans les années 1950

"L'Eglise n'interdit pas que (...) des recherches et des discussions (...) aient lieu en ce qui concerne la doctrine de l'évolution, dans la mesure où elle enquête sur l'origine du corps humain comme provenant de la matière préexistante et vivante", Pape Pie XII Humani Generis

Le pape Jean-Paul II a actualisé cette position en 1996. Il a déclaré que l'évolution était "plus qu'une hypothèse" :

"Dans son encyclique Humani Generis, mon prédécesseur Pie XII a déjà [dit] qu'il n'y a pas de conflit entre l'évolution et la doctrine de la foi concernant l'homme et sa vocation. (...) Aujourd'hui, plus d'un demi-siècle après (...) cette encyclique, de nouvelles découvertes nous conduisent à reconnaître l'évolution comme étant plus qu'une hypothèse. En fait, il est remarquable que cette théorie ait eu une influence de plus en plus grande sur l'esprit des chercheurs, suite à une série de découvertes dans différentes disciplines scientifiques", a déclaré le pape Jean-Paul II devant l'Académie pontificale des sciences

La Communion anglicane ne s'oppose pas non plus au récit scientifique de l'évolution.

Utiliser l'évolution à d'autres fins

Beaucoup de ceux qui ont accepté l'évolution ne s'intéressaient pas beaucoup à la biologie. Ils étaient intéressés par l'utilisation de la théorie pour soutenir leurs propres idées sur la société.

Racisme

Certaines personnes ont essayé d'utiliser l'évolution pour soutenir le racisme. Des personnes voulant justifier le racisme ont prétendu que certains groupes, comme les Noirs, étaient inférieurs. Dans la nature, certains animaux survivent mieux que d'autres, et cela conduit à des animaux mieux adaptés à leur situation. Avec les groupes humains de différentes parties du monde, tout ce que l'évolution peut dire, c'est que chaque groupe est probablement bien adapté à sa situation d'origine. L'évolution ne porte aucun jugement sur le meilleur ou le pire. Elle ne dit pas qu'un groupe humain est supérieur à un autre.

Eugénisme

Cette étonnante idée d'eugénisme était plutôt différente. Deux choses avaient été remarquées dès le XVIIIe siècle. L'une était le grand succès des agriculteurs dans l'élevage du bétail et la culture des plantes. Ils y parvenaient en sélectionnant les animaux ou les plantes qui produiraient la génération suivante (sélection artificielle). L'autre constatation était que les gens des classes inférieures avaient plus d'enfants que les gens des classes supérieures. Si (et c'est un grand "si") les classes supérieures étaient là pour leur mérite, alors leur manque d'enfants était l'exact inverse de ce qui devrait se passer. Si les classes inférieures se reproduisaient plus rapidement, la société se détériorerait.

L'idée d'améliorer l'espèce humaine par la reproduction sélective est appelée eugénisme. Le nom a été proposé par Francis Galton, un scientifique brillant qui voulait faire le bien. Il a déclaré que le stock humain (le pool génétique) devrait être amélioré par des politiques de sélection. Cela signifierait que ceux qui sont considérés comme de "bons sujets" recevraient une récompense s'ils se reproduisent. Cependant, d'autres personnes ont suggéré que ceux qui sont considérés comme "mauvais" devraient subir une stérilisation obligatoire, des tests prénataux et un contrôle des naissances. Le gouvernement nazi allemand (1933-1945) a utilisé l'eugénisme comme couverture pour ses politiques raciales extrêmes, avec des résultats épouvantables.

Le problème avec l'idée de Galton est de savoir comment décider des caractéristiques à sélectionner. Il y a tant de compétences différentes que l'on ne peut pas se mettre d'accord sur qui est "de bonne qualité" et qui est "de mauvaise qualité". On s'est plutôt mis d'accord sur qui ne devrait pas faire de la sélection. Plusieurs pays ont adopté des lois pour la stérilisation obligatoire des groupes indésirables. La plupart de ces lois ont été adoptées entre 1900 et 1940. Après la Seconde Guerre mondiale, le dégoût de ce que les nazis avaient fait écrasa toute nouvelle tentative d'eugénisme.

Conception de l'algorithme

Certaines équations peuvent être résolues à l'aide d'algorithmes qui simulent l'évolution. Les algorithmes évolutifs fonctionnent ainsi.

Le darwinisme social

Le darwinisme social est un autre exemple d'utilisation des idées sur l'évolution pour soutenir l'action sociale. Le darwinisme social est un terme donné aux idées du philosophe social du XIXe siècle Herbert Spencer. Spencer pensait que la survie du plus fort pouvait et devait être appliquée au commerce et aux sociétés humaines dans leur ensemble.

Encore une fois, certains ont utilisé ces idées pour prétendre que le racisme et les politiques économiques impitoyables étaient justifiés. Aujourd'hui, la plupart des biologistes et des philosophes affirment que la théorie de l'évolution ne devrait pas être appliquée à la politique sociale.

Controverse

Certaines personnes sont en désaccord avec l'idée d'évolution. Ils ne sont pas d'accord avec elle pour plusieurs raisons. Le plus souvent, ces raisons sont influencées par ou basées sur leurs croyances religieuses. Les personnes qui ne sont pas d'accord avec l'évolution croient généralement au créationnisme ou au dessein intelligent.

Malgré cela, l'évolution est l'une des théories les plus réussies de la science. Les gens ont découvert qu'elle était utile pour différents types de recherche. Aucune des autres suggestions n'explique aussi bien les choses, comme les enregistrements de fossiles. Ainsi, pour presque tous les scientifiques, l'évolution ne fait aucun doute.

Lorsque le darwinisme s'est imposé dans les années 1870, les caricatures de Charles Darwin avec un corps de singe ont symbolisé l'évolution.Zoom
Lorsque le darwinisme s'est imposé dans les années 1870, les caricatures de Charles Darwin avec un corps de singe ont symbolisé l'évolution.

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Questions et réponses

Q : Qu'est-ce que l'évolution ?


R : L'évolution est un processus biologique dans lequel les êtres vivants changent au fil du temps et de nouvelles espèces se développent.

Q : Qui a dit "Rien en biologie n'a de sens si ce n'est à la lumière de l'évolution" ?


R : Theodosius Dobzhansky, un célèbre biologiste évolutionniste, a dit "Rien en biologie n'a de sens si ce n'est à la lumière de l'évolution".

Q : Quelles sont les causes de l'évolution ?


R : L'évolution est principalement causée par la sélection naturelle. Les êtres vivants possèdent des caractéristiques différentes qui leur permettent de survivre et de se reproduire plus facilement, et ces différences se maintiennent au fil du temps, entraînant des changements qui créent de nouvelles espèces.

Q : Comment savons-nous que la vie a évolué au fil du temps ?


R : Nous pouvons voir des preuves de l'évolution de la vie au fil du temps grâce aux fossiles trouvés dans les roches. Ces fossiles nous montrent que les animaux et les plantes d'il y a longtemps sont différents de ceux d'aujourd'hui, ce qui prouve que l'évolution a eu lieu.

Q : Comment a-t-il été prouvé que tous les organismes ont une descendance commune ?


R : En 2010, une analyse a comparé les séquences d'ADN entre organismes à des arbres phylogénétiques, apportant un fort soutien quantitatif à l'idée d'une descendance commune.

Q : Que signifie un arbre phylogénétique ?


R : Un arbre phylogénétique est un diagramme utilisé pour montrer les relations entre différents groupes d'organismes en fonction de leur histoire évolutive. Il montre à quel point ils sont proches les uns des autres en retraçant leurs ancêtres communs.

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