3.Evolution

Remarque : Les schémas sont des extraits du livre tunisien de sciences naturelles de la 4ème sciences expérimentales

L'EVOLUTION BIOLOGIQUE

1. QUELQUES FAITS DE L’EVOLUTION :

1. HISTORIQUE :

La théorie de l’évolution présente des racines très anciennes, mais comme donnée scientifique, la première grande théorie de l’évolution est celle de LAMARk qui dit : « Tout ce que la nature a fait acquérir ou perdre aux individus par l’influence des circonstances auxquelles leurs races se trouvent depuis longtemps exposées et par conséquent, de l’emploi prédominant de cet organe ou d’un défaut constant d’usage de telle partie elle le conserve par la génération aux nouveaux individus qui en proviennent. Pourvu que les changements acquis soient communs aux deux sexes ou à ceux qui ont produit ces nouveaux individus » (philosophie zoologique 1809).

Cette théorie, appelée théorie de l’hérédité de l’acquis, a prédominé pendant la première moitié du 19ème siècle. En effet, l’arrivé de DARWIN avec son livre (l’origine de l’espèce) publié en 1859 a transformé le concept de l’évolution en la ramenant à la création des espèces les unes des autres. En effet, il dit « Les espèces telles qu’on les voit aujourd’hui ne sont pas créées par une force surnaturelle, mais, sont issues d’espèces précédentes » (L’origine des espèces)

Jusqu’à Darwin, l’évolution n’avait pas d’arguments solides sauf ceux de l’anatomie comparée. Ainsi, Darwin s’est reposé sur l’idée de la sélection naturelle pour justifier sa théorie. A la fin du 19ème siècle et au début du 20ème siècle, le découverte des lois de la génétique a permis de consolider la théorie de l’évolution puisqu’on a compris que la mutation relie l’information génétique aux conditions de l’environnement ; c’est-à-dire, l’hérédité à la sélection naturelle. Egalement, il est apparu nécessaire d’utiliser les acquis des autres sciences pour donner une théorie dite synthétique de l’évolution.

Actuellement, on dit que chaque individu, bien qu’apparemment stable, porte en ses gènes une prédisposition à des mutations lui donnant la capacité de s’adapter à de nouvelles circonstances donc, d’être naturellement sélectionné.

2. ARGUMENTS EN FAVEUR DE L’EVOLUTION :

1. Arguments paléontologiques :

L’étude des fossiles a permis de constater que les formes simples sont apparues avant les formes complexes. Exemples : Les procaryotes sont apparus avant les eucaryotes. Les unicellulaires sont apparus avant les pluricellulaires. Les invertébrés sont apparus avant les vertébrés. les formes aquatiques sont apparues avant les formes terrestres.   Ainsi, la paléontologie, qui est la science qui étudie les fossiles, a laissé dire que l’évolution fait naître les formes complexes des formes simples. La grande question qui s’est posée à la paléontologie était : peut-on trouver des formes vivantes qui peuvent témoigner sur la naissance des espèces les unes des autres ? La réponse à cette question était les formes intermédiaires ! C’est-à-dire, l’existence de fossiles qui portent en même temps des caractéristiques d’espèces proches mais qui sont différentes. Exemples :     L’Ichtyostéga qui date du dévonien supérieur (360 millions d’années) présente une nageoire caudale et des branchies qui le rapprochent des poissons et quatre pattes et des poumons qui le rapprochent des amphibiens. Ainsi, il est considéré comme intermédiaire entre les poissons et les reptiles. Il est considéré comme ancêtre probable de tous les tétrapodes. L’Archéoptéryx : Présente en même temps des caractères reptiles (denture au niveau du bec, doigts au niveau des ailes et vertèbres au niveau de la queue) et des caractères oiseaux (membres antérieurs transformés en ailes et plumes sur le corps) d'où il est considéré l'ancêtre probable de tous les oiseaux.

2. Arguments embryologiques :

L’embryologie est la science qui s’intéresse à l’étude des embryons, c’est-à-dire de la période de la vie entre le zygote et le fœtus. La comparaison des embryons de cinq espèces différentes en trois stades successifs permet de constater q’au début de leur formation, tous les embryons se ressemblent dans leur formes et même dans leurs structures puisqu’ils présentent tous des fentes branchiales quel que soit leur mode respiratoire à l’âge adulte. Puis ces fentes persistent chez les poissons et disparaissent chez les animaux à respiration pulmonaire. Ainsi, on est arrivé à penser que tous les vertébrés devraient provenir d’un même ancêtre aquatique.

3. Arguments de l’anatomie comparée :

   

   L’anatomie comparée s’intéresse à l’étude des organes et leur comparaison entre les différentes espèces. De cette comparaison, on cherche, essentiellement, les ressemblances (homologies = similitudes). La comparaison du membre antérieur chez six espèces différentes montre que quelle que soit la fonction réalisée par cet organe, il est toujours divisé en trois parties :

   • Le bras formé toujours d’un seul os : l’humérus.
   • L’avant-bras formé toujours de deux os : le cubitus et le radius.
   • La main formée toujours de trois types d’os : carpes, métacarpes et phalanges.

   Ces homologies peuvent être expliquées si on admet que tous ces vertébrés avaient évolué à partir d’un même ancêtre.

   Les différences reviennent aux différences relatives aux fonctions de cet organe.

4. Arguments moléculaires :

Dans ce cas, on cherche à comparer des molécules. Pour cela, on utilise les protéines puisqu’elles expriment l’information génétique. Ainsi, la comparaison de l’insuline de trois espèces différentes de mammifères (bœuf, porc et cheval) montre qu’il y a au moins 48 acides aminés parmi les 51 acides aminés de l’insuline qui sont identiques. Cette forte similitude laisse comprendre que ces espèces étaient détachées d’un ancêtre commun très proche. En effet, l’ancêtre commun est d’autant plus proche que les différences sont plus faibles et réciproquement. Cette comparaison permet, alors, de dresser l’arbre phylogénétique suivant :

 Actuel            bœuf              porc             cheval 

2. MECANISMES DE L’EVOLUTION :

Les études basées sur les arguments précédents ont permis de dire que l’espèce n’est pas immuable dans le temps et que les transformations graduelles de ses structures se manifestent par une complexification croissante de ces fonctions et que la diversification des espèces actuelles était faite à partir d’une espèce originelle dite ancêtre commun.

Cette évolution revient à une activité de l’environnement (sélection naturelle) qui affecte l’information génétique et qui devient, par conséquent, héréditaire (mutation)

1. LA MUTATION : 
   

1. La mutation génique : 
   La mutation génique est une mutation ponctuelle ; donc, elle a pour conséquence la création de nouveaux allèles. Ainsi, on comprend que la mutation génique est essentiellement une source de variabilité de l’espèce. Cependant, cette mutation peut être accompagnée de la naissance de nouvelles espèces (spéciation) quand elle s’accompagne d’un isolement reproductif.
2. La mutation chromosomique :

Cette mutation désigne q’à partir d’un gène ancestral on obtient par duplication successives deux ou plusieurs copies de ce gène qui se distinguent par des mutations ponctuelles.

2. la modification du caryotype :

Cette modification peut revenir à la fusion de chromosomes de sorte à modifier leur nombre total chez l’espèce d’origine.

La mutation est un accident qui se fait au cours de la méiose et qui doit, souvent, être accompagnée d’un isolement reproductif pour aboutir à la naissance de nouvelles espèces.

2. LA SELECTION NATURELLE : 
   Les conditions de l’environnement étant changeantes, ceci favorise la persistance des individus qui seront les mieux adaptés avec les nouvelles conditions.

Exemple : La phalène du bouleau : avant l'industrialisation, la forme claire, adaptée avec son environnement, était la plus connue puisque même les prédateurs (oiseaux) ne peuvent pas la repérer sur les lichens de même couleur alors que la forme sombre, très visible, était chassée par les oiseaux ce qui faisait qu'elle était très rare. Après l'industrialisation, la suie tue les lichens et les troncs d'arbres deviennent noir la forme claire devient alors la plus visible et donc la plus chassée par les oiseaux.