Le processus de sélection naturelle peut être considérablement accéléré par de fortes pressions démographiques. Pression démographique est une circonstance qui rend la survie des organismes plus difficile. Il y a toujours une sorte de pression démographique, mais des événements comme des inondations, des sécheresses ou de nouveaux prédateurs peuvent l'augmenter. Sous haute pression, plus de membres d'une population mourront avant de se reproduire. Cela signifie que seuls les individus dotés de traits qui leur permettent de faire face à la nouvelle pression survivront et transmettront leurs allèles à la génération suivante. Cela peut entraîner des changements drastiques dans les fréquences alléliques en une ou deux générations.
Voici un exemple - imaginez une population de girafes avec des individus dont la hauteur varie de 10 pieds à 20 pieds. Un jour, un feu de brousse balaie et détruit toute la végétation en dessous de 15 pieds. Seules les girafes de plus de 15 pieds peuvent atteindre les feuilles les plus hautes pour manger. Les girafes en dessous de cette hauteur sont incapables de trouver de la nourriture du tout. La plupart meurent de faim avant de pouvoir se reproduire. Dans la prochaine génération, très peu de petites girafes naissent. La taille moyenne de la population a augmenté de plusieurs mètres.
Il existe d'autres moyens d'affecter rapidement et considérablement la fréquence des allèles. Une façon est un goulet d'étranglement démographique . Dans une population nombreuse, les allèles sont répartis uniformément dans la population. Si un événement, comme une maladie ou une sécheresse, anéantit une grande partie de la population, les individus restants peuvent avoir une fréquence allélique très différente de celle de la population plus large. Par pur hasard, ils peuvent avoir une concentration élevée d'allèles qui étaient relativement rares auparavant. Au fur et à mesure que ces individus se reproduisent, les traits autrefois rares deviennent la moyenne de la population.
Jusque là, nous avons considéré la sélection naturelle comme un agent de changement. Quand on regarde le monde, cependant, nous voyons de nombreux animaux qui sont restés relativement inchangés pendant des dizaines de milliers d'années - dans certains cas, voire des millions d'années. Les requins en sont un exemple. Il s'avère que la sélection naturelle est aussi un agent de stabilité .
Parfois, un organisme atteint un état d'évolution dans lequel ses traits sont très bien adaptés à son environnement. Lorsque rien ne se produit pour exercer une forte pression démographique sur cette population, la sélection naturelle favorise la fréquence allélique déjà présente. Lorsque les mutations provoquent de nouveaux traits, la sélection naturelle élimine ces traits parce qu'ils ne sont pas aussi efficaces que les autres.
Lire la suite " " Araignée pêcheuse géante couple d'accouplement Emanuele Biggi/Getty Images
Le biologiste évolutionniste Richard Dawkins a écrit un livre intitulé "The Selfish Gene" dans les années 1970. Le livre de Dawkins a recadré l'évolution en soulignant que la sélection naturelle favorise la transmission des gènes, pas l'organisme lui-même. Une fois qu'un organisme s'est reproduit avec succès, la sélection naturelle ne se soucie pas de ce qui se passe après. Cela explique pourquoi certains traits étranges continuent d'exister - des traits qui semblent nuire à l'organisme mais profitent aux gènes. Chez certaines espèces d'araignées, la femelle mange le mâle après l'accouplement. En ce qui concerne la sélection naturelle, une araignée mâle qui meurt 30 secondes après l'accouplement a autant de succès qu'une araignée qui vit pleinement, vie riche.
Depuis la publication de "The Selfish Gene, " la plupart des biologistes s'accordent à dire que les idées de Dawkins expliquent beaucoup de choses sur la sélection naturelle, mais ils ne répondent pas à tout. L'un des principaux points d'achoppement est altruisme . Pourquoi les gens (et de nombreuses espèces animales) font-ils de bonnes choses pour les autres, même lorsqu'il n'offre aucun avantage direct pour eux-mêmes ? La recherche a montré que ce comportement est instinctif et apparaît sans formation culturelle chez les nourrissons humains [source :CBC]. Il apparaît également chez certaines espèces de primates. Pourquoi la sélection naturelle favoriserait-elle un instinct pour aider les autres ?
Une théorie tourne autour parenté . Les personnes qui vous sont apparentées partagent plusieurs de vos gènes. Les aider pourrait aider à garantir que certains de vos gènes sont transmis. Imaginez deux familles d'humains primitifs, tous deux en compétition pour les mêmes sources de nourriture. Une famille a des allèles pour l'altruisme - ils s'entraident pour chasser et partager de la nourriture. L'autre famille ne le fait pas - ils chassent séparément, et chaque humain ne mange que ce qu'il peut attraper. Le groupe coopératif est plus susceptible d'atteindre le succès reproducteur, passer le long des allèles pour l'altruisme.
Les biologistes explorent également un concept connu sous le nom de super-organisme . C'est essentiellement un organisme composé de nombreux organismes plus petits. Le superorganisme modèle est la colonie d'insectes. Dans une colonie de fourmis, seuls la reine et quelques mâles transmettront jamais leurs gènes à la génération suivante. Des milliers d'autres fourmis passent leur vie entière en tant qu'ouvrières ou drones sans aucune chance de transmettre directement leurs gènes. Pourtant, ils travaillent pour contribuer au succès de la colonie. En ce qui concerne le « gène égoïste, " cela n'a pas beaucoup de sens. Mais si vous considérez une colonie d'insectes comme un organisme unique composé de nombreuses petites parties (les fourmis), Cela fait. Chaque fourmi travaille pour assurer le succès reproducteur de la colonie dans son ensemble. Certains scientifiques pensent que le concept de superorganisme peut être utilisé pour expliquer certains aspects de l'évolution humaine [source :Wired Science].
Traits vestigiaux et ataviques Tous les organismes portent des traits qui ne leur confèrent plus de réel avantage en termes de sélection naturelle. Si le trait ne nuit pas à l'organisme, alors la sélection naturelle ne l'éliminera pas, ces traits persistent donc pendant des générations. Le résultat :des organes et des comportements qui ne remplissent plus leur fonction initiale. Ces traits sont appelés rudimentaire .
Il existe de nombreux exemples dans le corps humain seul. Le coccyx est le vestige de la queue d'un ancêtre, et la capacité de remuer les oreilles provient d'un primate antérieur qui était capable de déplacer ses oreilles pour localiser les sons. Les plantes ont aussi des traits vestigiaux. De nombreuses plantes qui se sont autrefois reproduites sexuellement (nécessitant une pollinisation par des insectes) ont développé la capacité de se reproduire de manière asexuée. Ils n'ont plus besoin d'insectes pour les polliniser, mais ils produisent encore des fleurs, qui étaient à l'origine nécessaires pour inciter les insectes à visiter l'usine.
Parfois, une mutation fait qu'un trait vestigial s'exprime plus pleinement. Ceci est connu comme un atavisme . Les humains naissent parfois avec de petites queues. Il est assez courant de trouver des baleines avec des pattes arrière. Parfois, les serpents ont l'équivalent des ongles des pieds, même s'ils n'ont pas d'orteils. Ou les pieds.
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Études de cas en sélection naturelle " " Éléphants d'Afrique ( Loxodonta africana ) traversant la rivière, Réserve faunique de Samburu Isiolo, Kenya Winfried Wisniewski/La banque d'images/Getty Images
Nous pensons généralement à l'évolution comme quelque chose que nous ne voyons pas se produire sous nos yeux, à la place, en regardant les fossiles pour trouver des preuves que cela s'est produit dans le passé. En réalité, l'évolution sous une pression démographique intense se produit si rapidement que nous l'avons vu se produire au cours d'une vie humaine.
Les éléphants d'Afrique ont généralement de grandes défenses. L'ivoire des défenses est très apprécié par certaines personnes, les chasseurs ont donc chassé et tué des éléphants pour arracher leurs défenses et les vendre (généralement illégalement) pendant des décennies. Certains éléphants d'Afrique ont un trait rare :ils ne développent jamais de défenses. En 1930, environ 1 pour cent de tous les éléphants n'avaient pas de défenses. Les chasseurs d'ivoire n'ont pas pris la peine de les tuer car il n'y avait pas d'ivoire à récupérer. Pendant ce temps, des éléphants avec des défenses ont été tués par centaines, beaucoup d'entre eux avant même d'avoir eu la chance de se reproduire.
Les allèles pour "pas de défenses" ont été transmis sur quelques générations seulement. Le résultat :jusqu'à 38 pour cent des éléphants de certaines populations modernes n'ont pas de défenses [source :BBC News]. Malheureusement, ce n'est pas vraiment une fin heureuse pour les éléphants, puisque leurs défenses sont utilisées pour creuser et se défendre.
Le ver de la capsule, un ravageur qui mange et endommage les cultures de coton, a montré que la sélection naturelle peut agir encore plus rapidement que les scientifiques ne peuvent génétiquement modifier quelque chose. Certaines cultures de coton ont été génétiquement modifiées pour produire une toxine nocive pour la plupart des vers de la capsule. Un petit nombre de vers de la capsule avaient une mutation qui leur a conféré une immunité contre la toxine. Ils ont mangé le coton et ont vécu, tandis que tous les vers de la capsule non immuns sont morts. La pression démographique intense a produit une large immunité à la toxine dans l'ensemble de l'espèce en l'espace de quelques années seulement [source :EurekAlert].
Certaines espèces de trèfle ont développé une mutation qui a provoqué la formation de cyanure de poison dans les cellules de la plante. Cela a donné au trèfle un goût amer, le rendant moins susceptible d'être mangé. Cependant, lorsque la température descend en dessous de zéro, certaines cellules se rompent, libérant le cyanure dans les tissus de la plante et tuant la plante. Dans les climats chauds, la sélection naturelle a agi en faveur du trèfle producteur de cyanure, mais où les hivers sont froids, le trèfle non cyanuré a été privilégié. Chaque espèce existe presque exclusivement dans chaque zone climatique [source :Purves].
Qu'en est-il des humains? Sommes-nous également soumis à la sélection naturelle ? Il est certain que nous l'étions -- les humains ne sont devenus humains que parce qu'un assortiment de traits (cerveaux plus gros, marcher debout) conférait des avantages aux primates qui les développaient. Mais nous sommes capables d'influencer directement la distribution de nos gènes. Nous pouvons utiliser le contrôle des naissances, de sorte que ceux qui sont « les plus aptes » en termes de sélection naturelle pourraient ne pas du tout transmettre nos gènes. Nous utilisons la médecine et la science pour permettre à de nombreuses personnes de vivre (et de se reproduire) qui, autrement, ne survivraient probablement pas après l'enfance. Tout comme les animaux domestiques, que nous élevons pour favoriser spécifiquement certains traits, les humains sont influencés par une sorte de sélection non naturelle.
Cependant, nous évoluons encore. Certains humains ont plus de succès de reproduction que d'autres, et les facteurs qui affectent cette équation ont ajouté une couche de complexité humaine aux interactions déjà compliquées du monde animal. En d'autres termes, on ne sait pas vraiment vers quoi on va évoluer. Le changement est inévitable, mais rappelez-vous que la sélection naturelle ne se soucie pas de faire de « meilleurs » humains, juste plus d'entre nous.
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Sources BBC. "Les éléphants d'Afrique 'abandonnent leurs défenses' pour survivre." 25 septembre, 1998.http://news.bbc.co.uk/1/hi/world/africa/180301.stm
CBC News. "Les nourrissons montrent des signes précoces d'altruisme." Le 2 Mars, 2006. http://www.cbc.ca/health/story/2006/03/02/altruism060302.html
Darwin, Charles. De l'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle, ou la préservation des races favorisées dans la lutte pour la vie. 1859.
Dawkins, Richard. Le gène égoïste. Presses de l'Université d'Oxford, ETATS-UNIS; 3 édition. 25 mai 2006.
Keim, Brandon. "Une brève histoire du superorganisme, Première partie." Câblé, 11 juillet 2007. http://blog.wired.com/wiredscience/2007/07/a-brief-history.html
Purves, Guillaume K., Sadava, David, Oriens, Gordon H., et Heller, H. Craig. La vie :la science de la biologie. Sinauer Associates et W. H. Freeman. 5 décembre 2003.
Collège d'agriculture et de sciences de la vie de l'Université de l'Arizona. "Premier cas documenté de résistance de ravageurs au coton biotech." http://www.eurekalert.org/pub_releases/2008-02/uoa-fdc020508.php
Gagnant, Bob. "Recombinaison dans les bactéries." http://www.emunix.emich.edu/~rwinning/genetics/bactrec.htm