LA THÉORIE DE L’ÉVOLUTION

« L’origine des espèces par sélection naturelle » 1. Avant Darwin 1.1 Historique de l’idée d ’évolution 24 novembre 1859 : Charles Darwin « L’origine des espèces par sélection naturelle » Révolution: Philosophique Théologique Scientifique

Selon la théorie de l’évolution: Les espèces se transforment au cours du temps, elles évoluent. Il y a donc une « histoire » de la vie. Darwin propose une théorie pour expliquer ces transformations: Théorie de l ’évolution par sélection naturelle. La théorie de Darwin forme un tout cohérent et s’appuie sur l’ensemble des connaissances de l’époque en géologie et en biologie. La théorie sera rapidement acceptée par l’ensemble des biologistes.

AVANT Darwin: Vision fixiste du monde et de la vie Platon (~428 - ~348): Dualisme platonicien: monde réel et parfait des idées et monde illusoire, imparfait accessible à nos sens. Chaque individu d’une espèce est une copie imparfaite d ’un modèle parfait et immuable appartenant au monde des idées. Aristote (~384 - ~322): Ne reprend pas le dualisme platonicien. Mais, les espèces sont éternelles, immuables. Les idées d’Aristote domineront la pensée judéo-chrétienne jusqu’au XIXe siècle

James Ussher (1580-1655) Dieu a créé le monde le : Pasteur anglican et primat d’Irlande 1650 :    « Annales veteris testamenti, a prima mundi origene deducti  » (Annales de l’Ancien Testament, retracées depuis l’origine du monde) Dieu a créé le monde le : dimanche 23 octobre 4004 av. JC à midi Vision fixiste du monde inspirée de la Bible par opposition à la vision transformiste qui se développera au XIXe

Fin XVIIe et XVIIIe : Étude des strates géologiques et des fossiles Fossiles (du latin creuser) = traces d’organismes vivants laissées dans les roches sédimentaires.

Roches sédimentaires se forment par dépôts de particules en suspensions ou par précipitation de minéraux au fond d’un cours d’eau. Pression  Solidification = Roche sédimentaire Successions marines (inondations, assèchements) ou modifications des dépôts  Strates

Roches sédimentaires formant des strates superposées

Un organisme peut se fossiliser SI: Recouvert de sédiments avant d’être complètement décomposé (milieu aquatique). Absence d’oxygène. Molécules organiques progressivement remplacées par des dépôts minéraux  modèle minéral de l’organisme mort La fossilisation est un phénomène RARE

Un dinosaure meurt sur le bord d'un cours d'eau. Une crue saisonnière submerge la carcasse qui est rapidement recouverte de sédiments entraînés par les eaux.

La chair se décompose ne laissant que le squelette. Lentement, au cours de millions d'années, la matière osseuse est remplacée par des minéraux dissous dans le sol. Le squelette se minéralise.

L'érosion peut éventuellement exposer le squelette minéralisé.

Plus la strate géologique est profonde, plus elle est ancienne. Récent Ancien

Strates géologiques  Histoire de la vie Des strates les plus anciennes aux plus récentes: certaines espèces apparaissent, d’autres disparaissent. Plus la strate est ancienne, plus les formes fossiles sont différentes des espèces d’aujourd’hui. Les types de fossiles sont disposés dans le même ordre, partout dans le monde. Formes les plus anciennes ne contiennent pas d’organismes complexes. Certaines formes sont toujours au-dessus d’autres formes. Succession des formes dans les strates est toujours la même partout dans le monde.

2. Le darwinisme Charles Darwin (1809 - 1882) Études en médecine (qu’il abandonne) puis en théologie et sciences naturelles. À 22 ans (1831) s’embarque sur le HMS Beagle. Charles Darwin (1840) HMS Beagle

Voyage de 5 ans autour du monde: but = cartographier certaines régions peu connues. Au cours du voyage Darwin élabore sa théorie et recueille de nombreuses données pour l’étayer.

Au cours du voyage du beagle Darwin observe : Espèces de régions différentes d’Amérique du Sud se ressemblent souvent entre elles. Espèces retrouvées dans un milieu particulier d’Amérique du Sud ressemblent plus aux espèces d’autres régions d’Amérique du Sud qu’aux espèces trouvées dans des milieux similaires sur d’autres continents. Fossiles d’Amérique du Sud ressemblent aux espèces actuelles d’Amérique du Sud. Îles possèdent des espèces uniques qui ressemblent à d’autres espèces du continent le plus proche. Ex. Îles Galápagos (900 Km à l’Ouest de l’Amérique du Sud)

Ne publie pas sa théorie, se contente d’en noter les grandes lignes. Alfred Russel Wallace Retour du voyage : 1836 Ne publie pas sa théorie, se contente d’en noter les grandes lignes. 1858 : lettre de Alfred Russel Wallace. Expose sensiblement la même théorie. Le mois suivant : publication officielle de la théorie (cosignée Darwin-Wallace). 1859 : Publication de « L’origine des espèces par sélection naturelle ». Succès instantané de librairie. 10 ans plus tard, la théorie de Darwin est acceptée par la grande majorité des biologistes.

Théorie de Darwin Une morue peut pondre plus de 6 millions d’œufs. 1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle Une morue peut pondre plus de 6 millions d’œufs. Si chacun de leurs descendants survivaient un seul couple d’éléphants pourrait engendrer 19 millions d’éléphants en 750 ans.

Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l’accroissement exponentiel. Darwin s’était inspiré pour ce point d ’un ouvrage de l’économiste Thomas Malthus (1766-1834): Thomas Malthus La population humaine augmente plus vite que la production des ressources alimentaires.

Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.

Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux. 4. Si une différence s’avère avantageuse face à l’environnement de l’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE

Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux. 4. Si une différence s ’avère avantageuse face à l ’environnement de l ’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE 5. Le caractère avantageux a donc tendance à se répandre jusqu’à ce que ceux qui le possèdent surpassent et remplacent ceux qui ne l’ont pas.

Évolution de la girafe selon Darwin Girafes se nourrissent des feuilles des arbres. Si la nourriture est rare, les plus grands (cou et pattes) ont un net avantage sur les plus petits. Les plus grands ont plus de chances de survivre; plus de chances de se reproduire et de transmettre à leurs descendants leur grande taille. De génération en génération, il y a une SÉLECTION des plus grands. Avec le temps, il y a une tendance à l’allongement du cou et des pattes dans la population. N.B. Darwin n'a jamais cité cet exemple, il connaissait trop peu ce cas. De plus, une autre explication est possible. Voyez-vous laquelle?

La phalène du bouleau (Biston betularia) Forme pâle Forme mélanique Jusqu ’en 1848 (Angleterre), tous les spécimens connus = forme pâle À la fin du XIXe siècle, 98% des individus = forme mélanique

La phalène du bouleau (Biston betularia) Forme pâle = bon camouflage sur les troncs d’arbres couverts de lichen. Forme mélanique = bon camouflage sur les troncs dépourvus de lichens et noircis par la pollution. À partir du milieu du XIXe siècle, la pollution a fait disparaître les lichens des arbres et la suie les a noircis. Dans les régions polluées, la sélection naturelle a remplacé les pâles par la forme mélanique en quelques années. Dans les régions où on a mis fin à la pollution, les pâles sont redevenus majoritaires.

Autres exemples : Résistance aux antibiotiques des bactéries Pinsons de l’île Daphne Major aux Galápagos Le pinson préfère manger des graines petites et tendres faciles à écraser. Les années humides, ces graines sont assez abondantes. Les années sèches, les graines deviennent plus rares, surtout les petites. La diète contient alors une proportion plus grande de graines plus grosses et plus dures. Il y a alors avantage des oiseaux aux becs les plus robustes. Ceux-ci deviennent plus abondants.

Modes de sélection naturelle Sélection directionnelle Sélection stabilisante Sélection diversifiante Stabilisante Directionnelle Diversifiante

Sélection directionnelle Nuisible

Sélection stabilisante Nuisible

Sélection diversifiante Nuisible Ex. Pinsons qui s’adaptent à se nourrir d’insectes (bec fin avantageux) ou de graines (bec robuste avantageux). Les becs fins qui se reproduisent entre eux donnent des rejetons à becs fins mieux adaptés aux insectes. Les gros becs qui se reproduisent entre eux donnent des rejetons à gros becs mieux adaptés aux graines. Les becs fins qui se reproduisent avec les gros becs donnent des becs intermédiaires mal adaptés aux insectes comme aux graines.

Y a-t-il évolution actuellement dans l’espèce humaine? Pour qu’il y ait évolution, il faut : Diversité génétique Sélection naturelle Est-ce le cas chez les humains ? La sélection naturelle est-elle vraiment nécessaire?

Théorie synthétique de l’évolution La théorie darwinienne de l’évolution (1859) n’est pas complète : Lois de la génétiques ne sont pas connues. On ne sait rien de l’information génétique. Darwin ne peut expliquer d’où proviennent les nouveaux caractères qui seront sélectionnés. Découvertes en génétique au cours du XXe siècle permettent de compléter la théorie: Théorie synthétique de l’évolution ou Néo-darwinisme