La théorie de l'évolution par sélection naturelle a été formulée pour la première fois dans De l'origine des espèces de Charles Darwin, publié en 1859.
Dans son livre, Darwin décrit comment les organismes se développent au fil des générations grâce à l'héritage de traits physiques ou comportementaux. La théorie part de l'hypothèse qu'au sein d'une population, il existe des différences de traits, comme la forme du bec de l'un des pinsons des Galápagos étudiés par Darwin.
Selon la théorie, les individus avec des traits qui leur permettent de s'adapter à leur environnement peuvent mieux survivre et avoir plus de descendants qui hériteront de ces traits.
Les individus avec des traits moins adaptatifs sont moins susceptibles de survivre pour les transmettre. Au fil du temps, les traits qui permettent aux espèces de survivre et de se reproduire deviendront plus courants dans une population, et la population changera ou évoluera. Darwin a suggéré que, grâce à la sélection naturelle, des espèces génétiquement diverses pourraient provenir d'un ancêtre commun.
Mais Darwin ne connaissait pas le mécanisme de transmission des signes. Il ne savait rien de la génétique, le mécanisme par lequel les gènes codent certains traits, et ces traits sont transmis d'une génération à l'autre.
Il ne connaissait pas non plus la mutation génétique, qui est la source de la variabilité naturelle. Mais les recherches futures des généticiens ont fourni le mécanisme et des preuves supplémentaires de l'évolution par sélection naturelle.
Darwin a choisi le terme "sélection naturelle" pour l'opposer à la "sélection artificielle" dans laquelle les sélectionneurs sélectionnent certains traits qu'ils jugent souhaitables. Avec la sélection naturelle, c'est le milieu naturel, et non l'homme, qui sélectionne.
La sélection naturelle peut modifier légèrement une espèce, entraînant un changement de couleur ou de taille d'une population sur plusieurs générations. Lorsque ce processus se produit sur une période de temps relativement courte et au sein d'une espèce ou d'un petit groupe d'organismes, les scientifiques l'appellent microévolution.
Mais avec suffisamment de temps et une accumulation de changements, la sélection naturelle peut créer des espèces entièrement nouvelles, un processus connu sous le nom de "macroévolution". C'est ce processus à long terme qui a transformé les dinosaures en oiseaux, les mammifères amphibies (comme l'Indohus) en baleines, et l'ancêtre commun des grands singes et des humains en humains, chimpanzés et gorilles que nous connaissons aujourd'hui.
Darwin a également décrit une forme de sélection naturelle qui dépend du succès d'un organisme à attirer un partenaire, un processus connu sous le nom de sélection sexuelle. Le plumage coloré des paons et les bois des cerfs mâles sont des exemples de traits qui ont évolué à la suite d'une telle sélection.
L'évolution des baleines est l'un des meilleurs exemples de sélection naturelle dont disposent les scientifiques. En utilisant la théorie de Darwin comme guide et en comprenant comment fonctionne la sélection naturelle, les biologistes ont déterminé que la transition des premiers ancêtres des baleines de la terre à l'eau s'est produite en une série d'étapes prévisibles.
L'évolution de l'évent, par exemple, aurait pu commencer par des changements génétiques aléatoires qui ont amené au moins une baleine à avoir les narines plus en arrière sur sa tête.
Les baleines avec cette adaptation seraient mieux adaptées au mode de vie marin, car elles n'auraient pas besoin de refaire entièrement surface pour respirer. Ces individus avaient plus de succès et avaient plus de progéniture. D'autres changements génétiques se sont produits au cours des générations suivantes, entraînant le recul du nez sur la tête.
D'autres parties du corps des premières baleines ont également changé. Les pattes avant sont devenues des nageoires. Les pattes arrière ont disparu. Leurs corps sont devenus plus profilés et ils ont des nageoires caudales pour mieux se déplacer dans l'eau.
Même si les scientifiques pouvaient prédire à quoi ressembleraient les premières baleines, ils ont longtemps manqué de preuves fossiles pour étayer leur affirmation. Les créationnistes considéraient cette absence non seulement en relation avec l'évolution des baleines, mais plus généralement comme la preuve que l'évolution n'a pas eu lieu.
Cependant, depuis le début des années 1990, les scientifiques ont trouvé des preuves en paléontologie, en biologie du développement et en génétique pour soutenir l'idée que les baleines ont évolué à partir de mammifères terrestres. Les mêmes lignes de preuves soutiennent la théorie de l'évolution dans son ensemble.
Dans la première édition de De l'origine des espèces, Darwin a spéculé sur la façon dont la sélection naturelle aurait pu faire évoluer un mammifère terrestre en baleine. Comme exemple hypothétique, Darwin a utilisé des ours noirs nord-américains (Ursus americanus), qui attrapaient des insectes en nageant dans l'eau avec la bouche ouverte.
"Je ne vois rien de difficile dans le fait que, à la suite de la sélection naturelle, la race d'ours soit devenue plus aquatique dans sa structure et ses habitudes, avec des bouches de plus en plus grandes, jusqu'à ce qu'un monstre comme une baleine apparaisse", a-t-il déclaré.
L'idée n'a pas été bien accueillie par le public ou d'autres scientifiques. Darwin était tellement embarrassé par le ridicule qu'il a reçu que le passage sur l'ours nageur a été supprimé des éditions ultérieures du livre. Les scientifiques savent maintenant que Darwin avait la bonne idée, mais le mauvais animal. Au lieu d'ours, il aurait dû regarder des vaches et des hippopotames.
Darwin n'a pas été le premier ni le seul scientifique à développer la théorie de l'évolution. À peu près à la même époque que Darwin, le biologiste britannique Alfred Russel Wallace, indépendamment de Darwin, a avancé la théorie de l'évolution par sélection naturelle, qui n'a pas été prise au sérieux.
Pendant ce temps, le biologiste français Jean-Baptiste Lamarck a suggéré qu'un organisme pouvait transmettre des traits à sa progéniture, bien qu'il se soit trompé sur certains détails.
Comme Darwin, Lamarck croyait que les organismes s'adaptent à leur environnement et transmettent cette adaptation. Il pensait que les organismes y parvenaient en modifiant leur comportement et donc leur corps - comme les athlètes qui font de l'exercice et s'amusent - et que ces changements sont transmis à la progéniture.
Par exemple, Lamarck croyait que les girafes avaient à l'origine des cous plus courts, mais à mesure que les arbres autour d'elles grandissaient, elles étendaient leur cou pour atteindre des feuilles savoureuses, et leur progéniture développait progressivement des cous de plus en plus longs.
Lamarck croyait également que la vie évoluait d'une manière ou d'une autre de formes simples à des formes plus complexes.
Bien que Darwin n'était pas sûr du mécanisme de transmission des traits, il ne croyait pas que l'évolution conduise nécessairement à une plus grande complexité - il croyait plutôt que la complexité résulte de la sélection naturelle.
La vision darwinienne de l'évolution de la girafe est que les girafes ont une variation naturelle de la longueur du cou et que celles qui ont un cou plus long sont mieux adaptées pour survivre et se reproduire dans un environnement plein de grands arbres afin que les générations futures aient plus de possibilités de survivre et de se reproduire et plus longtemps. girafes à cou.
La principale différence entre les idées lamarckienne et darwinienne de l'évolution de la girafe est qu'il n'y a rien dans l'explication darwinienne sur les girafes qui étirent leur cou et transmettent les caractéristiques acquises.
En même temps, Darwin ne savait rien de la génétique. Il a observé le schéma de l'évolution, mais n'en connaissait pas vraiment le mécanisme. Cela est venu plus tard avec la découverte de la façon dont les gènes codent pour divers traits biologiques ou comportementaux et comment les gènes sont transmis des parents à la progéniture. L'inclusion de la génétique dans la théorie de Darwin est connue sous le nom de "synthèse évolutive moderne".
Les changements physiques et comportementaux qui rendent possible la sélection naturelle se produisent au niveau de l'ADN et des gènes des gamètes, des spermatozoïdes ou des ovules, par lesquels les parents transmettent du matériel génétique à leur progéniture. De tels changements sont appelés mutations. Les mutations sont la matière première sur laquelle s'opère l'évolution.
Les mutations peuvent être causées par des erreurs aléatoires dans la réplication ou la réparation de l'ADN, des dommages chimiques ou radiologiques. Les mutations sont généralement nocives ou neutres, mais dans de rares cas, une mutation peut être bénéfique pour un organisme. Si tel est le cas, il deviendra plus courant à la prochaine génération et se répandra dans toute la population.
Ainsi, la sélection naturelle dirige le processus évolutif, en conservant et en ajoutant des mutations bénéfiques et en éliminant les mauvaises. Les mutations sont aléatoires, mais leur sélection n'est pas aléatoire.
Mais la sélection naturelle n'est pas le seul mécanisme d'évolution des organismes. Par exemple, les gènes peuvent être transmis d'une population à une autre lorsque les organismes migrent ou immigrent, un processus connu sous le nom de flux de gènes. Et la fréquence de certains gènes peut également changer de manière aléatoire, ce qu'on appelle la dérive génétique.
La théorie de l'évolution est l'une des théories les plus fondées de l'histoire des sciences. Ceci est étayé par des données provenant d'une grande variété de disciplines scientifiques, y compris la génétique, qui montrent que différentes espèces ont des similitudes dans leur ADN.
Il existe également des preuves à l'appui de la théorie de l'évolution en paléontologie et en géologie. Ceci est réalisé grâce aux archives fossiles, qui montrent comment les espèces qui existaient dans le passé diffèrent de celles qui existent aujourd'hui.
Il existe également des preuves de la théorie de Darwin trouvées dans la biologie du développement. Des espèces qui semblent très différentes à l'âge adulte passent par des stades similaires de développement embryonnaire, ce qui suggère un passé évolutif commun.
Des preuves critiques ont été découvertes en 1994 lorsque des paléontologues ont trouvé les restes fossilisés d'Ambulocetus natans, ce qui signifie "baleine nageuse". Il avait des doigts et de petits sabots sur ses pattes avant, mais ses pattes arrière étaient énormes par rapport à sa taille. L'animal était clairement adapté à la nage, mais il était également capable de se déplacer maladroitement sur terre, comme un phoque.
Pendant qu'il nageait, l'ancienne créature se déplaçait comme une loutre, poussant avec ses pattes arrière et balançant sa colonne vertébrale et sa queue.
Les baleines modernes se propulsent dans l'eau avec de puissants coups de pied de leurs nageoires caudales horizontales, mais A. natans avait toujours une queue en forme de fouet et devait utiliser ses pattes pour fournir la majeure partie de la propulsion nécessaire pour se propulser dans l'eau.
Ces dernières années, de plus en plus de ces espèces transitionnelles, ou "chaînons manquants", ont été découvertes, confirmant davantage la théorie de Darwin. Par exemple, en 2007, des géologues ont découvert le fossile d'un mammifère aquatique disparu de la taille d'un chat nommé Indohuis, avec des sabots et une longue queue.
Les scientifiques pensent que l'animal appartenait à un groupe de cétacés comme Ambulocetus natans. Cette créature est considérée comme le "chaînon manquant" entre les artiodactyles - un groupe de mammifères ongulés (artiodactyles) qui comprend les hippopotames, les cochons et les vaches - et les baleines.
Les chercheurs savaient que les baleines étaient apparentées aux artiodactyles, mais avant la découverte de ce fossile, aucun artiodactyle connu ne partageait de caractéristiques physiques avec les baleines. Après tout, les hippopotames, considérés comme les plus proches parents des cétacés, sont très différents des baleines.
Indohyus, d'autre part, était un artiodactyle, comme l'indique la structure de ses sabots et de ses chevilles, et il avait également quelques similitudes avec les baleines, par exemple, dans la structure de ses oreilles.
Les données génétiques soutiennent également l'idée que les baleines ont évolué à partir de mammifères terrestres et fournissent des informations sur la ramification exacte de l'arbre évolutif.
Par exemple, en 1999, des chercheurs ont rapporté dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences que, selon une analyse génétique de séquences de "gènes sauteurs" qui se copient et se collent dans les génomes, les hippopotames étaient les parents vivants les plus proches des baleines. Jusqu'en 1985, les chercheurs pensaient que les porcs étaient plus étroitement liés aux baleines, mais une étude de 1999 a réfuté cette idée.
En 2019, des chercheurs ont rapporté dans la revue Science Advances quels gènes du génome de la baleine ont été inactivés lorsque la créature a évolué à partir de mammifères terrestres.
Les scientifiques pourraient dire que certains gènes, y compris ceux impliqués dans la formation de la salive, ont été inactivés parce que les baleines en ont des restes dans les génomes, que les chercheurs appellent des fossiles génomiques. Cela indique que les baleines ont évolué à partir de créatures productrices de salive.
Il existe également des preuves de l'évolution des cétacés à partir de la biologie du développement. La biologie du développement illustre le fait que des animaux qui sont très différents à l'âge adulte partagent des similitudes en tant qu'embryons parce qu'ils sont liés sur le plan de l'évolution.
Par exemple, chez les cétacés, en tant qu'embryons, les membres postérieurs ont commencé à se développer, qui disparaissent plus tard dans le processus de développement, tandis que les membres antérieurs restent et se développent en nageoires. Cela suggère que les cétacés ont évolué à partir d'un ancêtre à quatre pattes.
L'évolution est bien étayée par les nombreux exemples de changements d'espèces qui ont conduit à la variété de la vie que nous voyons aujourd'hui.
La sélection naturelle, ou, en d'autres termes, la variabilité, l'hérédité et l'aptitude différentielle, est la théorie de base de la biologie moderne. C'est à la biologie ce que la mécanique quantique et la relativité restreinte sont à la physique, ou le modèle de l'atome à la chimie.
2022-02-04 18:00:36
Auteur: Vitalii Babkin