Il y a plusieurs centaines de millions d’années, il n’y avait aucun animal vertébré sur terre. Les seules espèces de vertébrés au monde étaient les poissons, qui vivaient tous sous l'eau. La concurrence pour la nourriture était intense.
C'est là que l'un des meilleurs exemples de sélection naturelle est entré en jeu. Certaines espèces de poissons qui vivaient près des côtes ont développé une étrange mutation :la capacité de se déplacer dans la boue et le sable du rivage avec leurs nageoires.
Cela leur donnait accès à des sources de nourriture qu'aucun autre poisson ne pouvait atteindre. Cet avantage leur a donné un plus grand succès reproducteur, donc la mutation a été transmise.
ContenuLa sélection naturelle est le moteur de l’évolution. Les organismes individuels présentant la variation la mieux adaptée pour survivre dans leurs circonstances particulières ont plus de chances de transmettre ce trait à la génération suivante.
Mais les plantes et les animaux interagissent de manière très complexe avec d’autres organismes et leur environnement. Ces facteurs travaillent ensemble pour produire une gamme incroyablement diversifiée de formes de vie présentes sur Terre.
En comprenant la sélection naturelle, nous pouvons comprendre pourquoi certaines plantes produisent du cyanure, pourquoi les lapins produisent autant de petits, comment les animaux ont émergé de l'océan pour vivre sur terre et comment certains mammifères ont fini par y retourner. Nous pouvons même en apprendre davantage sur la vie microscopique, comme les bactéries et les virus, ou comprendre comment les humains sont devenus humains.
Charles Darwin a inventé le terme « sélection naturelle ». Vous l'entendrez généralement à côté du slogan évolutionniste souvent mal compris « survie du plus apte ».
Mais la survie du plus fort n'est pas nécessairement la bataille sanglante et acharnée pour la survie que nous avons tendance à prétendre être (même si c'est parfois le cas).
La sélection naturelle se produit plutôt lorsque les espèces changent pour s'adapter à la vie :l'efficacité d'un arbre à disperser les graines ; la capacité d'un poisson à trouver une frayère sûre avant de pondre ses œufs ; l'habileté avec laquelle un oiseau récupère les graines de la coupe profonde et parfumée d'une fleur; la résistance d'une bactérie aux antibiotiques.
Avec l'aide de Darwin lui-même, nous allons apprendre comment la sélection naturelle explique l'étonnante complexité et diversité de la vie sur la planète Terre.
L'évolution est le résultat de la tendance de certains organismes à avoir un meilleur succès reproducteur que d'autres :sélection naturelle.
Il est important de se rappeler que les différences entre individus, même entre individus de générations différentes, ne constituent pas une évolution. Ce ne sont que des variations de traits.
Les traits sont des caractéristiques héréditaires :ils peuvent être transmis d’une génération à l’autre. Tous les traits ne sont pas physiques :la capacité à tolérer un contact étroit avec les humains est un trait qui a évolué chez les chiens. Voici un exemple qui permet d'expliquer ces concepts :
Les basketteurs sont généralement grands, tandis que les jockeys sont généralement petits. Il s’agit d’une variation génétique du trait de taille. Les parents de grande taille ont tendance à avoir des enfants de grande taille, nous pouvons donc voir que ce trait est héréditaire.
Imaginez maintenant que certaines conditions rendent les jockeys plus susceptibles de se reproduire avec succès que les basketteurs. Les jockeys ont des enfants plus fréquemment, et ces enfants ont tendance à être petits. Les basketteurs ont moins d’enfants, donc moins de personnes de grande taille. Après quelques générations, la taille moyenne des humains diminue. Les humains ont évolué pour être plus petits.
L’évolution est avant tout un changement au fil du temps, mais quel est le mécanisme qui provoque ces changements ? Chaque être vivant a tout ce qui concerne sa construction codé dans une structure chimique spéciale appelée ADN.
Dans l’ADN se trouvent des séquences chimiques qui définissent un certain trait ou un ensemble de traits. Ces séquences sont appelées gènes. La partie de chaque gène qui entraîne l'expression variable des traits est appelée un allèle.
Parce qu’un trait est l’expression d’un allèle, la tendance d’un certain trait à apparaître dans une population est appelée fréquence allélique. Essentiellement, l'évolution est un changement dans les fréquences alléliques au cours de plusieurs générations.
Différents allèles (et donc différents traits) sont créés de trois manières :
La reproduction sexuée elle-même est un produit de la sélection naturelle :les organismes qui mélangent les gènes de cette manière ont accès à une plus grande variété de traits, ce qui les rend plus susceptibles de trouver les bons traits pour survivre.
Une population est un groupe défini d’organismes. En termes de science évolutionniste, une population fait généralement référence à un groupe d’organismes qui ont un accès reproductif les uns aux autres. Par exemple, les zèbres qui vivent dans les plaines d'Afrique constituent une population.
Si d'autres zèbres sauvages vivaient en Amérique du Sud (aucun n'y vit, mais faisons comme si c'était le cas pour l'exemple), ils représenteraient une population différente car ils sont trop éloignés pour s'accoupler avec les zèbres africains. Les lions qui vivent dans les plaines d'Afrique constituent également une population différente, car les lions et les zèbres sont biologiquement incapables de s'accoupler.
La forme physique est la clé de la sélection naturelle. Nous ne parlons pas du nombre de répétitions qu’une loutre de mer peut effectuer au gymnase ; L'aptitude biologique est la capacité d'un organisme à survivre suffisamment longtemps pour produire une progéniture.
Au-delà de cela, cela reflète également la capacité d’un organisme à bien se reproduire. Il ne suffit pas qu’un arbre crée un tas de graines. Ces graines doivent pouvoir se retrouver dans un sol fertile avec suffisamment de ressources pour germer et pousser.
La condition physique et la sélection naturelle ont été expliquées pour la première fois en détail par Charles Darwin, qui a observé la faune sauvage du monde entier, a pris de nombreuses notes, puis a cherché à comprendre ce qu'il avait vu. La sélection naturelle est probablement mieux expliquée dans ses mots, tirés de son ouvrage phare « Sur l'origine des espèces ».
Le processus de sélection naturelle peut être considérablement accéléré par de fortes pressions démographiques. La pression démographique est une circonstance qui rend plus difficile la survie des organismes. 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 une pression élevée, davantage de membres d’une population mourront avant de se reproduire. Cela signifie que seuls les individus possédant des caractéristiques leur permettant 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.
Imaginez une population de girafes avec des individus mesurant entre 10 et 20 pieds. Un jour, un feu de brousse ravage et détruit toute la végétation en dessous de 15 pieds. Seules les girafes mesurant 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. La plupart d’entre eux meurent de faim avant de pouvoir se reproduire. Dans la génération suivante, très peu de petites girafes naissent. La taille moyenne de la population augmente de plusieurs mètres.
Il existe d’autres moyens d’affecter rapidement et radicalement la fréquence des allèles. Une solution est un goulot d'étranglement démographique.
Dans une grande population, les allèles sont répartis uniformément dans la population. Si un événement, comme une maladie ou une sécheresse, anéantit un grand pourcentage 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. À mesure que ces individus se reproduisent, les traits autrefois rares deviennent la moyenne de la population.
L’effet fondateur peut également entraîner une évolution rapide. Cela se produit lorsqu'un petit nombre d'individus migrent vers un nouvel emplacement, « fondant » une nouvelle population qui ne s'accouple plus avec l'ancienne population.
Tout comme dans le cas d'un goulot d'étranglement démographique, ces individus peuvent avoir des fréquences alléliques inhabituelles, conduisant les générations suivantes à avoir des traits très différents de la population d'origine à partir de laquelle les fondateurs ont migré.
La différence entre des changements lents et graduels sur plusieurs générations (gradualisme) et des changements rapides sous une forte pression démographique entrecoupés de longues périodes de stabilité évolutive (équilibre ponctué) est un débat en cours dans la science évolutionniste.
Jusqu’à présent, nous avons considéré la sélection naturelle comme un agent de changement. Cependant, lorsque nous regardons le monde entier, nous voyons de nombreux animaux qui sont restés relativement inchangés depuis des dizaines de milliers d’années, voire des millions d’années dans certains cas. 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 caractéristiques sont très bien adaptées 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 car ils ne sont pas aussi efficaces que les autres.
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, et non de 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 ensuite. 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 mène une vie bien remplie et riche.
Depuis la publication de « The Selfish Gene », la plupart des biologistes conviennent que les idées de Dawkins expliquent beaucoup de choses sur la sélection naturelle, mais elles ne répondent pas à tout. L'un des principaux points de friction est l'altruisme.
Pourquoi les humains (et de nombreuses espèces animales) font-ils de bonnes choses pour les autres, même si cela ne leur apporte aucun bénéfice direct ? La recherche a montré que ce comportement est instinctif et apparaît sans formation culturelle chez les nourrissons humains [source :Barragan et al.]. Il apparaît également chez certaines espèces de primates. Pourquoi la sélection naturelle favoriserait-elle un instinct d'aider les autres ?
Une théorie tourne autour de la parenté. Les personnes qui vous sont liées partagent bon nombre de vos gènes. Les aider pourrait contribuer à garantir la transmission de certains de vos gènes. Imaginez deux familles de premiers humains, toutes deux en compétition pour les mêmes sources de nourriture.
Une famille a des allèles d’altruisme :ils s’entraident pour chasser et partager de la nourriture. Ce n’est pas le cas de l’autre famille :ils chassent séparément et chaque humain ne mange que ce qu’il peut attraper. Le groupe coopératif est plus susceptible d'atteindre un succès reproductif, en transmettant les allèles de l'altruisme.
Les biologistes explorent également un concept connu sous le nom de superorganisme. Il s’agit essentiellement d’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 leurs gènes à la génération suivante. Des milliers d’autres fourmis passent toute leur vie comme ouvrières ou drones sans aucune chance de transmettre directement leurs gènes. Pourtant, ils œuvrent 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), c’est le cas. Chaque fourmi travaille à 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 :Keim].
Tous les organismes sont porteurs de traits qui ne leur confèrent plus de réel bénéfice en termes de sélection naturelle. Si le trait ne nuit pas à l’organisme, alors la sélection naturelle ne l’éliminera pas, donc ces traits perdurent pendant des générations. Résultat :des organes et des comportements qui ne remplissent plus leur fonction initiale. Ces traits sont appelés vestigiaux.
Il existe de nombreux exemples rien que dans le corps humain. Le coccyx est le vestige de la queue d'un ancêtre, et la capacité de remuer les oreilles est un vestige d'un primate antérieur qui était capable de bouger ses oreilles pour identifier les sons.
Les plantes ont également des traits résiduels. De nombreuses plantes qui se reproduisaient autrefois 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 toujours des fleurs, qui étaient à l'origine nécessaires pour inciter les insectes à visiter la plante.
Parfois, une mutation permet à un trait résiduel de s’exprimer plus pleinement. C’est ce qu’on appelle un atavisme. Les humains naissent parfois avec une petite queue. Il est assez courant de trouver des baleines avec des pattes postérieures. Parfois, les serpents ont l’équivalent d’ongles de pieds, même s’ils n’en ont pas. Ou des pieds.
Nous pensons généralement à l'évolution comme quelque chose que nous ne voyons pas se produire sous nos yeux, mais plutôt à regarder des fossiles pour trouver des preuves de ce qui s'est produit dans le passé. En fait, l'évolution sous une intense pression démographique se produit si rapidement que nous l'avons vu se produire en l'espace d'une vie humaine.
Les éléphants d'Afrique ont généralement de grandes défenses. L'ivoire contenu dans les défenses est très apprécié par certaines personnes, c'est pourquoi les chasseurs chassent et tuent les éléphants pour leur arracher les défenses et les vendre (généralement illégalement) depuis des décennies.
Certains éléphants d’Afrique ont une particularité 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 ne se sont pas donné la peine de les tuer car il n'y avait pas d'ivoire à récupérer. Pendant ce temps, des éléphants dotés de défenses ont été tués par centaines, pour la plupart avant même d'avoir eu la chance de se reproduire.
Les allèles signifiant « pas de défenses » ont été transmis sur quelques générations seulement. Le résultat :jusqu'à la moitié des femelles éléphants de certaines populations modernes n'ont pas de défenses [source :BBC News, New York Times]. 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 modifier génétiquement 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 présentaient une mutation qui leur confère une immunité contre la toxine. Ils ont mangé le coton et ont survécu, tandis que tous les vers de la capsule non immunisés sont morts. L'intense pression démographique a produit une large immunité contre la toxine chez l'espèce entière en l'espace de quelques années seulement [source :EurekAlert].
Certaines espèces de trèfle ont développé une mutation qui a provoqué la formation de cyanure toxique dans les cellules de la plante. Cela donnait 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 du 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 là où les hivers sont froids, le trèfle non cyanuré a été favorisé. Chaque espèce existe presque exclusivement dans chaque zone climatique [source :Purves].
Et les 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 (cerveau plus gros, marche droite) 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, afin que celles qui sont « les plus aptes » en termes de sélection naturelle ne transmettent pas du tout 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 au-delà de 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 sommes toujours en évolution. Certains humains ont plus de succès reproductifs 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, nous ne savons pas vraiment vers quoi nous allons évoluer. Le changement est inévitable, mais rappelez-vous que la sélection naturelle ne se soucie pas de rendre les humains « meilleurs », mais simplement de nous rendre plus nombreux.
