Les ours polaires -- comme ceux montrés au Manitoba, Canada -- sont un excellent exemple d'animaux qui s'adaptent à leur environnement. Mais comment leur fourrure est-elle passée du brun au blanc ? Voir plus images d'animaux de l'Arctique . Paul J. Richards/AFP/Getty Images Vous êtes-vous déjà demandé comment les ours polaires sont devenus blancs ? C'est parfaitement logique; les ours blancs se fondent facilement dans le terrain arctique blanc. Cela rend difficile pour leur proie de les voir approcher, et cela leur a permis de survivre pendant des millénaires dans la région polaire. Les ours polaires ont évolué pour s'adapter à leur environnement. Chaque espèce s'adapte au fil des générations pour survivre dans son habitat, ou bien il est menacé d'extinction.
Mais la blancheur de l'ours polaire devient quelque peu curieuse quand on considère que, à la fois, on pense qu'ils sont issus de l'arbre généalogique de l'ours brun [source :Polar Bears International]. Alors, comment exactement certains ours bruns sont-ils devenus des ours polaires ?
Comme toutes les autres espèces qui divergent - se divisent en deux ou plusieurs espèces distinctes - les ours bruns et les ours polaires ont subi une événement de spéciation . Il s'agit d'un événement où les membres de la même espèce se séparent jusqu'à ce que, pour différentes raisons possibles, ils ne sont plus capables de se reproduire entre eux. Cela signifie qu'il n'y a plus de flux génétique entre les espèces.
Le flux génétique est le terme qui désigne le potentiel des différences génétiques d'une même espèce à se transmettre au sein d'une espèce. Deux membres d'une espèce qui peuvent s'accoupler peuvent se transmettre des gènes entre eux. Pensez-y de cette façon :les gènes de votre mère diffèrent de ceux de votre père. Chacun a apporté sa propre lignée à votre conception, et tu es le résultat de ces lignées, ce flux génétique. Lorsqu'il n'y a plus de flux génétique entre les membres d'une espèce autrefois unique, isolement reproductif a été remplie. Ils ne partagent plus le même pool génétique. Lorsque cela se produit, la spéciation est terminée, et la seule espèce est maintenant devenue deux (ou plus).
Mais comment se déroule la spéciation ? Les évolutionnistes n'ont toujours pas de réponse définitive. Il existe un certain nombre d'idées différentes sur la façon dont l'isolement reproductif pourrait avoir lieu. Sur la page suivante, nous examinerons les conditions dans lesquelles les scientifiques soupçonnent que la spéciation a lieu.
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Chaînes de montagnes, comme l'Himalaya en Asie, sont plus que suffisamment vastes pour favoriser la spéciation allopatrique. Prakash Mathema/AFP/Getty Images On pense que les événements de spéciation se produisent dans un certain nombre de conditions. Les scientifiques pensent généralement que cela se produit parce que les membres d'une même espèce se sont isolés les uns des autres. Il existe quatre types de spéciation que les évolutionnistes ont identifiés comme étant les explications les plus probables de la spéciation.
Dans le cas d spéciation allopatrique , une frontière géographique réelle sépare physiquement l'espèce. Une rivière ou une chaîne de montagnes, par exemple, peut faire diverger une espèce.
Avec spéciation parapatrique , une espèce est répartie sur de vastes zones avec des environnements divers. Ils s'adaptent à ces nouvelles zones et deviennent progressivement des espèces distinctes. Il n'y a pas de caractéristique géographique déterminante qui sépare ces animaux - ils peuvent devenir des espèces distinctes simplement en raison de la distance qui sépare les groupes.
Spéciation péripatrique se produit lorsqu'un petit groupe est isolé du corps principal de l'espèce. Étant donné que ce groupe ne représente qu'une petite partie de l'ensemble de la population de l'espèce, toutes les différences génétiques qui rendent l'espèce robuste peuvent ne pas être présentes. Ceci présente ce que les biologistes évolutionnistes appellent un goulot . Certains des gènes qui circulent au sein d'une espèce ont été coupés et séparés du pool génétique.
Dans un goulot d'étranglement évolutif, une petite population réussit à produire les générations suivantes. Cela s'est produit à divers moments de l'histoire de l'humanité. La plupart des Européens, par exemple, sont tous les descendants de quelques centaines d'ancêtres seulement, qui vivait au milieu d'un goulot d'étranglement [source :The Polymath].
Alors qu'un petit groupe peut réussir à se repeupler, il y a des répercussions qui peuvent découler d'un goulot d'étranglement. Les gènes présents dans cette petite population deviendront robustes, puisque le flux génétique est beaucoup plus volumineux qu'il ne le serait dans une population plus importante, où les différences génétiques - y compris les anomalies - sont réparties. C'est ce qu'on appelle le effet fondateur . Les gènes des membres fondateurs de ce qui finit par devenir une grande population deviennent beaucoup plus fréquents qu'ils ne le sont dans des des populations plus importantes. Plusieurs membres d'une secte amish en Pennsylvanie souffrent de microcéphalie, une maladie généralement mortelle où le cerveau n'atteint pas sa pleine taille. Ces Amish descendent tous d'un seul couple arrivé en Pennsylvanie au XVIIIe siècle.
Dans le cas d spéciation sympatrique , les membres d'une espèce continuent de vivre côte à côte, mais toujours séparés en différentes espèces. Par exemple, certains insectes se nourrissent et se reproduisent sur un seul type de fruit. Si certains membres de cette espèce essaient un autre type de fruit, leur progéniture peut également être élevée pour visiter ce fruit. Si ça arrive, les membres d'une espèce peuvent diverger en deux espèces uniquement sur la base des fruits dont ils se nourrissent et pondent des œufs.
Dans chacun de ces types de spéciation, l'espèce doit subir le processus d'isolement reproductif. Par exemple, la demoiselle a évolué pour former des organes génitaux différents, et les membres sont devenus physiquement incapables de s'accoupler les uns avec les autres. L'isolement reproductif n'a pas besoin d'être si drastique, toutefois. Les membres d'une même espèce peuvent évoluer pour créer différents rituels d'accouplement, ceux qui n'attireront pas les membres des autres espèces. Ils peuvent également s'accoupler à différents moments de la journée, mois, saison ou année. Ou ils peuvent évoluer pour s'accoupler dans différents endroits, par exemple sur deux types de fruits différents, comme dans l'exemple donné ci-dessus pour la spéciation sympatrique.
Ainsi, lorsqu'une population se retrouve isolée d'une manière ou d'une autre du reste d'une espèce, la spéciation se produit, droit? Pas nécessairement. En savoir plus sur le désaccord sur la spéciation à la page suivante.
La Chine a fourni un grand nombre de fossiles aux archives fossiles - l'histoire naturelle de la Terre capturée par tous les restes fossilisés découverts à ce stade. Ce squelette a été exposé à Shanghai en juillet 2007. Chine Photos/Getty Images Il semble que lorsque les membres d'une espèce se retrouvent isolés des autres membres de leur espèce, un événement de spéciation est susceptible de se produire. Les scientifiques peuvent comparer les gènes d'espèces similaires pour montrer que l'ADN commun qu'ils partagent suggère fortement que les deux espèces ne faisaient auparavant qu'une. Mais comment se déroule ce processus ? Malheureusement, les évolutionnistes n'ont pas été en mesure de déterminer exactement comment se déroule la spéciation. Au lieu, deux camps principaux ont évolué, pour ainsi dire, avec des opinions très différentes sur la façon dont se déroule le processus de spéciation.
Il y a ceux qui croient en gradualisme phylétique , l'idée que le processus de spéciation se déroule constamment et sur de longues périodes de temps. D'autres croient en l'équilibre ponctué . Ces gens croient que la spéciation se fait par sauts et démarrages rapides, avec de longues périodes entre les événements. Les deux groupes ont le registre fossile affronter.
Les archives fossiles sont la somme totale de tous les fossiles qui ont été découverts jusqu'à présent. Placés ensemble, ils forment une image relativement claire de l'évolution de la vie sur Terre. Mais il y a, cependant, lacunes dans les archives fossiles - périodes où de nouvelles espèces émergent soudainement sans transition apparente d'une espèce à une autre radicalement différente, espèces apparentées.
Ceux qui souscrivent à l'équilibre ponctué disent que les archives fossiles sont la preuve que leur théorie concernant la spéciation est la bonne. Si la spéciation a lieu par sauts et démarrages soudains, il ne devrait y avoir aucune trace de transition d'une espèce à une espèce sœur. Au lieu, les membres d'une espèce se retrouvent isolés sur le plan de la reproduction des autres membres et tout à coup, la spéciation se produit.
Pour la part des gradualistes - qui revendiquent généralement dans leurs rangs Charles Darwin, le père de la théorie de l'évolution -- les archives fossiles sont tout simplement incomplètes. Le processus de spéciation comprend une longue transition d'une espèce à une espèce apparentée. Aux yeux des gradualistes, ces membres de transition n'ont tout simplement pas encore été extraits des couches de limon et de roche de la Terre. En d'autres termes, les archives fossiles, aux gradualistes, est tout simplement incomplet.
Mais le différend sur la façon dont la spéciation se produit peut être réglé. Une expérience naturelle parfaite s'est littéralement échouée sur le rivage. Et le cadre ne pourrait pas être plus parfait. Pour le découvrir, lire la page suivante.
Steve Finn/Getty Images Dragon de Komodo, comme Raja, montré au zoo de Londres, sont des exemples des proportions gigantesques que les espèces insulaires peuvent atteindre par rapport à leurs cousins du continent. Steve Finn/Getty Images A la mi-septembre 1995, L'ouragan Marilyn a frappé les Caraïbes. La tempête a tué au moins 13 personnes et causé plus de 2 milliards de dollars de dommages. De nombreuses personnes ont perdu leur maison à cause de la force de l'ouragan. Mais tous ceux qui ont été affectés par Marilyn n'étaient pas humains. Un groupe de 15 iguanes verts aurait dérivé de l'île de Guadeloupe à Anguilla après s'être accroché aux débris de la tempête pendant trois semaines. Quand les iguanes verts ont posé le pied sur Anguilla, ils sont devenus des membres fondateurs potentiels d'une nouvelle espèce.
Si le processus de spéciation a lieu, cela pourrait prendre un certain temps - si les gradués ont raison. Ou cela pourrait arriver assez rapidement, comme le croient les partisans de l'équilibre ponctué. Bien sûr, les iguanes peuvent ne pas vivre assez longtemps pour prospérer dans leur nouvel environnement, s'ils sont incapables de s'adapter assez rapidement aux différences de vie à Anguilla.
Mais le cadre du nouvel environnement de l'iguane en dit long sur l'isolement évolutif. Sur l'Ile, les iguanes sont physiquement isolés et pourraient évoluer pour devenir isolés sur le plan de la reproduction des autres membres de leur espèce. Les îles représentent le summum de l'isolement. En tant que tel, la vie insulaire a produit des changements radicaux dans phénotypes -- caractéristiques extérieures -- parmi les espèces. Le gigantisme et le nanisme ont été découverts à la suite de la spéciation.
Peut-être qu'aucun exemple récent de développement radical vers le petit n'a été aussi documenté que le cas de Homo floresiensis . Sur Flores, une île en Indonésie, un petit crâne a été découvert en 2005. Il était petit, environ la taille d'un crâne de chimpanzé, et c'est probablement ce que les découvreurs du crâne auraient cru qu'il était - s'il n'avait pas été également entouré de plusieurs outils primitifs. Ces outils suggéraient que le crâne appartenait à un humain, ou au moins un parent humain. Mais pour un crâne aussi petit, ça aurait été un tout petit humain. Les tests du crâne ont révélé que la personne à laquelle il appartenait avait vécu 18 ans, Il y a 000 ans sur Flores. Calcul à partir de la taille du crâne, les chercheurs qui l'ont trouvé croyaient que la personne mesurait un peu plus de 3 pieds de haut. La nouvelle de la découverte a secoué le monde scientifique, et a même captivé l'imagination d'une partie du grand public.
Que le crâne représente ou non un nouveau type d'humain est remis en question. Des chercheurs de la Penn State University pensent que le crâne trouvé représente un Homo sapiens qui souffrait d'une maladie du développement - microcéphalie, tout comme le groupe Amish en Pennsylvanie. Mais l'idée qu'un groupe de petits humains, distinct de Homo sapiens évolué sur une île est un exemple de ce qu'on appelle le règle de l'île -- une généralisation sur la spéciation où les animaux sur les îles deviennent souvent beaucoup plus petits ou plus grands que leurs cousins continentaux.
Les biologistes tentent toujours d'expliquer pourquoi cela se produit. L'explication la plus logique est que les pressions environnementales sur une île sont très différentes de celles sur le continent. Les petites tailles des îles offrent moins de sources de nourriture. Cela semblerait expliquer le nanisme trouvé chez de nombreuses espèces. Mais qu'en est-il de ceux qui prennent des proportions gigantesques, comme le dragon de Komodo ? Il est possible que ces espèces se soient développées pour être plus grandes que leurs cousines, car les îles offrent moins de prédateurs et moins de concurrence pour les sources de nourriture disponibles.
La théorie dominante concernant la règle de l'île est qu'une variété de facteurs environnementaux locaux font évoluer les animaux isolés sur une île pour devenir grands ou petits. Il est possible qu'il n'y ait pas de règle empirique qui explique toute l'évolution de l'île à tous les niveaux. Peut-être que les nouveaux arrivants d'Anguilla - les iguanes verts - feront la lumière sur la domination de l'île, ainsi que la spéciation.
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