La théorie de l'évolution des êtres vivants

    Qu'est ce que l'évolution?

    L'évolutioniste croit que la vie c'est développée à partir de la matière inerte et qu'elle a évoluée par transformations et complexification des êtres vivants.

    Les mécanismes qui ont permi le passage de l'inerte au vivant font beaucoup plus l'objet de recherches aux niveau de la biochimie que de travaux de recherche pour anthropologues. Par exemple, en 1953, S.J.Miller développpa un appareillage reproduisant les conditions qui régnait sur la terre à ces débuts. En quelques semaines de simulation, il constata la présence de nombreux composés organiques dont des acides aminés. Pour en savoir plus sur les origines de la vie...

    Les mécanismes de l'évolution sont beaucoup mieux connus.L'évolution est due aux changements qualitiatifs et quantitatifs du jeu de gènes d'une population à travers le temps. Le gène est l'élément de base de l'hérédité qui peut être transmis sur plusieurs générations sans être altéré.

    Un exemple courament cité d'évolution quantitative du jeu de gène d'une population est celui des mites de Grande Bretagne. Ces mites peuvent être soit blanche soit noires. H. B. D. Ketttlewell a observer que les mites noires représentaient 2% de la population totale des mites avant 1848. Dans les villes devenues industrielles au XIXème siècle, la proportion des mites noires a augmenté pour atteindre 98% de la population en 1898. Tandis que cette proportion est restée inchangée en milieu rural. Un unique gène détermine la couleur de ces mites. Il y a donc eu un changement de la proportion du gène dans le jeu de gène de cette population. Il y a donc eu évolution.

    La cause de ce changement est ce qu'on appèle la sélection naturelle. L'augmentation de l'activité industrielle de la Grande Bretagne du XIXème siècle et à l'origine de l'accroissement de l'émission de suie dans l'atmosphère. Cette suie a alors noirci le troncs des bouleau sur lesquels se posent ces mites. La couleur devenant plus efficace pour le camouflage, elle fut favorisée par rapport à la blanche. Donc la proportion du gène déterminant la couleur noire augmenta.

    Les populations évoluent. Pour comprendre l'évolution il est nécessaire de considérer une population comme un ensemble d'individus, chacun possédent un jeux différent de trais. De sorte qu'un individu n'est jamais représentatif d'une population entière. Les individus n'évoluent pas. Ils gardent leur jeu de gènes toute leur vie. Quand une population évolue, les proportions des différents gènes changent. La modification de la proportion d'un gène ne se fait pas par la transformation en phase de tous les gènes d'un type en un autre (ici du type blanc au type noir), mais par l'augmentation du nombre de génes d'un type par rapport au nombre de gènes de l'autre type (ici plus de gènes de type noir et moins de type blanc).

    L'évolution peut donc être divisée en trois phases: Mutation d'un gène, sélection d'individus, évolution d'une population. Dans le cas ou les individus on des comportements sociaux, il est possible d'ajouter le phénomène de sélection de groupes d'individus.

    L'évolution peut être divisée en microévolution et macroévolution. L'exemple des mites est un cas de microévolution. Les changement plus importants comme l'apparition d'une nouvelle espèce est de la macroévolution. Certains biologistes pensent que les mécanismes de la macroévolution sont différents de ceux de la microévolution. D'autres pensent que la différence est arbitraire, la macroévolution etant une somme de microévolutions.

    Le mot évolution a plusieurs sens. Le fait que tous les organismes sont liés par leur ancètre commun est appelé évolution. La théorie sur l'origine de la vie (biogénèse) est aussi appelée évolution. Et enfin, dans le langage courant, la sélection naturelle est appelée évolution.

    Les erreurs communes sur l'évolution

    L'évolution peut se faire sans modification morphologique (Coelacante). Tandis que des modifications morphologiques peuvent apparaitrent sans évolution (Accroissement de la taille des homme du XXème siècle). On appèle phénotype l'ensembles des caractéristiques morphologiques, physiologiques, biochimiques et comportementaux. Le phénotype d'un individu est déterminé par ses gènes et par l'environement. Les modifications du phénotypes dues à l'environnement sont généralement moins importantes que celles dues aux gènes.

    L'évolution n'est pas un progrès dans l'absolu. Les populations s'adaptent uniquement à leur environement. Une caractéristique ou une stratégie qui a réussie à une période peut devenir inutile voir handicapante à une autre période..

    Les organismes ne sont pas passifs face à leur environement. Toutes espèce modifie son environnement. Ainsi, les organismes exploitent l'environement et produisent des déchets qui sont pour d'autres organismes des sources a exploiter. Les espèces ne se contentent pas de s'adapter à leur environement, ils le modifient aussi à leur avantage.

    Les variations génétiques

    L'évolution nécessite des variations génétiques. Si il n'y avait pas de mites noires, il n'y aurait pas eu évolution du blanc vers le noir. Pour que l'évolution soit continue, il faut des mécanismes pour accroître ou créer les variations génétiques, et d'autres pour les décroître. La mutation est une modification dans un gène. Ces changements sont la source de nouvelles variations génétiques. La sélection naturelle agit sur cette variation.

    La variation génétique a deux composante: La diversité des allèles et leur association non-aléatoire. Les allèlees sont des versions différentes d'un même gène. Par exemple, les homme on trois allèles A, B et O qui décrivent le groupe sanguin. La plupart des animaux, dont l'homme, sont diploïdes. C'est à dire qu'ils possèdent deux allèles pour chaque gène. Une allèle est héritée de la mère, l'autre du père. On appèle locus la position de chaque gène sur un chromosome. On appèle homozygote un individu qui possède deux allèles identiques d'un même gène, et hétérozygote un individu se trouvant dans le cas contraire. Ainsi, plusieurs combinaisons d'allèles sont possibles. Par exemple les hommes peuvent être AA, AB, AO, BB, BO et OO (qu'on note par A, B, AB et O).

    Les populations naturelles ont d'énormes variations génétiques. Ainsi, 45% des locus de plantes possèdent plusieurs allèles. N'importe quelle plante est hétérozygote sur environ 15% de ses locus. Chez les animaux, la variation va de 15% de gènes avec plus d'une allèle (polymorphique) chez les oiseaux, à 50% chez les insectes. Les mammiphères et les reptiles sont polymorphiques à environ 20%. Dans la plupart des populations, il y a suffisament de locus et d'allèles pour que chaque individus soit différents, exepté les vrais jumeaux.

    Le déséquilibre de liens est un outil qui permet de mesurer les liens entre deux gènes. Il y a déséquilibre de liens si deux allèles se trouve ensemble plus souvant que prévu. Prenons A et B deux locus, et à chaque locus prenons deux allèles A1,A2,B1 et B2. Le déséquilibre de liens D est D=f(A1B1)*f(A2B2)-f(A1B2)*f(A2B1) où f(X) est la fréquence d'apparition de X. Plus D est grand en valeur absolue, plus les liens entre les deux locus sont grands. Le déséquilibre de liens peut être due soit à la proximité des locus soit ã la sélection naturel si des combinaisons d'allèles présente un intérêt particulier.

    Dans une espèce de papillion, la sélection naturelle maintient un déséquilibre de liens entre la couleur et la forme. Chez ce papillion, il y a un gène qui détermine la forme des ailes. Une allèle mène a la présence d'une queue et l'autre non. Il y a un autre gène qui détermine la couleur des ailes. Une allèle code pour une couleur sombre et l'autre pour une couleur clair. Il y a ainsi 4 papillion possibles: Clair sans queue, clair avec queue, sombre sans queue, et sombre avec queue. Pourtant seulement deux cas existent : clair avec queue et sombre sans queue. Cette association non-aléatoire est maintenue par la sélection naturelle. Les papillions clair avec queue miment des espèces non consommable tandis que les autres se cammouflent dans les grottes.

    Il y a donc des mécanismes d'associations qui provoquent unes distribution non-alléatoire d'allèles. Si à un locus nous avons deux allèles (A et a) avec des fréquences p et q, les fréquences des trois génotypes possibles AA, Aa, et aa sont respectivement p*p, 2*p*q, et q*q. Cette distribution est appelée l'équilibre de Hardy-Weinberg.

    Mécanismes qui réduisent les variations génétiques

    La sélection naturelle

    Certains caractères ont tendance à laisser plus de descendants que d'autres. Dans le temps, la fréquence de ces caractères augmente. La différence de capacité reproductive, est appelée la sélection naturelle. La sélection naturelle est le seul mécanisme d'évolution adaptative.

    L'effet le plus commun de la sélection naturel est d'éviter que de nouvelles allèles augmentent en fréquence. Se qui a fait dire à George William : "L'évolution avance en dépit de la sélection naturelle".

    La sélection naturelle peut maintenir ou réduire la variation génétique selon son action. Quand la sélection naturelle retire les allèles nuisibles, elle réduit la variation génétique. Quand des hétérozygotes sont plus aptes que n'importe quel homozygote, la sélection naturelle maintient cette variation génétique. Ce dernier point est appelè équilibre sélectif. Un bon exemple d'équilibre sélectif est la Drépanocytose chez les humains. Une variation à un unique locus détermine si les globules rouges sont de forme normale ronde (type A) ou en faucille (type S). Si un individu est homozygote S, il développe une anémie. Un individu homozygote de type A et tout a fait normal. tandis, qu'un individu hétérozygote (AS) ne développe l'anémie que dans des conditions très particulières de manque d'oxygène ou d'eau dans le sang (Apnée, Haute altitude, effort très endurant, déshydratation,...), et en contre partie développe une grande résistance au Paludisme. Dans les régions du monde ou le paludisme existe, les hétérozygotes sont avantagé. La drépanocytose se développe donc, mais ne peut se généraliser sinon toute la population serait anémique. Il y a équilibre sélectif. La Drépanocytose est une maladie typiquement africaine.

    Dans les faits, l'équilibre sélectif est rare dans les populations naturelles.

    Seul les individus sont sélectionnés. Il sont donc l'unité de sélection. Les gènes ne sont pas sélectionné. Ils sont recu dans un individu dont le succes reproductif définira le succes des gènes..

    Tout individu est en compétition avec ses propres "Frères" pour sa propre réussite reproductive. L'altruisme gratuit n'existe donc pas. Il existe de nombreux comportements de groupe qui sont altruistes mais avec un benefice sur l'individu. Il s'agit en fait d'entre aides entre les individus du groupe renforcant la réussite de tous. Pour exemple, les vampires ont se genre de comportement. Ils partagent le fruit de leur chasse avec les membres du groupe qui n'ont pas réussi à s'alimenter. Mais les individus qui recoivent sans jamais donner sont rapidement écarté.

    Aider un proche est un exemple de comportement qui semble totalement altruiste mais qui a pour effet de favoriser la réussite de ses gènes. A ce stade on dépasse le niveau de l'individu.  Deux types d'adaptations: La directe et l'indirecte. La directe est la mesure de la contribution d'un génotype au jeu de gènes des générations suivantes. L'indirecte est la mesure de la contributions de plusieurs gènes semblables aux siens au jeu de gènes des générations suivantes. Ainsi, l'altruisme d'un parent envers son enfant favorise le succes de la moitier des gènes du parent. L'entraide fraternelle permet le succes du quart des gènes. Ainsi de suite...

    La sélection naturelle n'induit pas le developpement de variation. Elle ne fait que trier différentes variantes existantes. Toutes les variations ne sont pas possibles. Ainsi, les mammifères marins n'ont pas développé d'écailles mais ont fait évolué l'existant, c'est a dire ont adapté leur peau.

    La sélection naturelle ne mène pas nonplus à un jeu de traits optimal. Dans toutes population, il y a une certaine diversité génétique. L'optimum est alors global (au niveau de la diversité). Ainsi la sélection naturelle agit en faisant varié cet optimum global vers un autre optimum global proche.

    La sélection naturelle n'a pas de but. Elle permet uniquement aux êtres de s'adapter à leur environement courant.

    Les traits complex doivent évoluer en des forment viables. Pour beaucoup de traits il semble impossible que des formes intermédiaire viables aient existées. L'oreille complexe des mammifères comprend trois os. Aujourd'hui leurs fonction unique est de participer à l'audition. Hier, ils étaient des os de la machoire de nos ancètres reptiliens. En effet, la machoire des reptiliens est composée de 4 à 6 os permettant une grande ouverture de la machoire. Mais un certain nombre de ces os a une fonction supplémentaire. Ils conduisent les vibrations jusqu'a l'oreille interne. Avec la mastication, la nécessité d'avoir une machoire solide a causé la perte graduelle de la fonction de mastication de 3 des os. Ils se sont alors graduellement développé afin d'optimiser les fonctions de l'audition. En règle générale, les organes ont plusieurs fonctions dont une principale. L'évolution agit par disparition de certaines fonctions, apparition d'autres fonctions et changement de fonction principale.

    Erreurs communes sur la sélection naturelle

    La sélection n'est pas une force dans le sens physique du terme. Mais le terme est utilisé notament dans celui de pressions sélectives. Il faut donc garde en mémoire que cette pressions n'est pas une grandeur physique. Il s'agit donc d'une image selon laquelle il existe des contrainte qui poussent un groupe d'individus a s'adapter à leur environnement et au groupe lui même. Il faut egalement garder à l'esprit que cette pression n'agit pas sur les gènes. Elle ne fait que les sélectionner de sorte que le fréquence dans le groupe varie en fonction des conditions environnementales. Ainsi, une population est "poussée" vers un état de plus grande adaptation. L'expression " survie du plus apte " est souvent utilisée comme synonyme de la sélection normale. L'expression est inachevée et fallacieuse. Pour une bonne raison, la survie est seulement une composants de la sélection -- et peut-être l'une de moins l'importantes dans beaucoup de populations. Par exemple, dans certaines espèces, un certain nombre de mâles survivent jusqu'à l'age adulte mais seulement quelques uns s'accouplent. Les mâles peuvent différer légèrement dans leur capacité à survivre, mais considérablement dans leur capacité d'attirer les femelles. En outre, le mot "apte" est souvent compris dans le sens "physiquement apte". Dans le sens de l'evolution, l'adaptation est le resultat moyen à la reproduction d'une classe de génes dans un patrimoine héréditaire. Le plus adapte ne signifie pas nécessairement le plus grand, le plus rapide ou le plus fort.

    La sélection sexuelle.

    Dans beaucoup d'espèces, les mâles développent fortement des caractéres sexuels secondaires. Quelques exemple sont la coloration de oiseaux, les champs des grenouilles, les flashs des lucioles. Beaucoup de ces traits semblent reduire les chances de survie de celui qui les porte en le rendant trop voyant ou trop vulnerable a un predateur potentiel.

    L'attraction sexuelle est une composante très important de sélection naturelle. La sélection sexuelle est une sélection naturelle fonctionnant sur les facteurs qui contribuent au succes de l'accouplement d'un organisme. On peut vivre moins longtemps et avoir une progéniture impotante et donc mieu assurer ça descendance. Dans les espèces où les femelles choisissent leur partenaire les mâles entrent en compétition et développent les caractères sexuels de leur espèces. Par exemples les bois des cervidés.
     
     
     
     
     

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    Dernière mise à jour : Septembre 1998