Les théories de l'évolution (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« • Les observations de Darwin portent notamment sur les espèces originales de pinsons des fles Galapagos , dont la diversité traduit selon lui l'expression des variations à partir d'une espèce commune originelle, favorisée par les conditions du milieu .

• Darwin conçoit l'effet de la sélection naturelle comme la « la conservation des différences et des variations individuelles favorables et l'élimination des variations nuisibles » , qu'il résume par une formule : la « persistance du plus apte».

• En d 'autres termes , chaque individu d'une espèce donnée est susceptible d'exprimer des variations aléatoires (on montrera plus tard qu'elles sont d'origine génétique), qui jouent en faveur ou contre sa survie dans un environnement donné .

S'il survit il peut transmettre ces variations à sa descendance : elles ne concernent alors plus un simple individu, mais une lignée et peuvent conduire à l'apparition d'une nouvelle espèce .

ÉVOLUTION ET RELIGION • Le principal problème que posent les théories de l'évolution lors de leur avènement est d'ordre religieux et idéologique .

Le transformisme a en effet révolutionné un ensemble de convictions scientifiques , jusque-là en accord avec la pensée religieuse occidentale .

• Les théories de l'évolution apportent une contradiction , jugée scandaleuse et blasphématoire , aux écrits de la Genèse en posant l'Idée d'une nature qui se crée elle-même et possède la capacité de sa propre diversification , sans intervention divine .

• Darwin lui-même, qui a mis vingt ans avant de diffuser ses conclusions, aurait affirmé, lors de leur publication en 1859 , que c'étaiT comme u confesser un crime n.

• Aujourd'hui , l'Église demeure le principal adversaire des théories de l'évolution.

Aux États-Unis , par exemple , des lobbi es chrétiens font pression pour maintenir le créationnisme dans l'enseignement sur le même plan que l'évolutionnisme .

LES THÉORIES ACTUELLES DE L'ÉVOLUTION • À partir des années 1920, il devient possible d'éclaircir la question de l'origine des «va riations aléatoires » postulées par Darwin .

Ce dernier aurait pu le faire lui-même s'il avait eu connaissance des travaux de l'Autrichien Johann Mendel (1822- 1884), fondateur de la géné tique .

LE NtODARWINISME • Le néodarwinisme naît de la synthèse entre les apports de la génétique et la théorie de Darwin.

À la suite du biologiste américain Thomas Hunt Morgan (1866-1945), c'est aux État-Unis qu'un groupe de chercheurs, conduits par Theodosius Dobzhansky, Emst Mayr et George G .

Simpson , fondent le néodarwinisme ou « théorie synthétique de l'évolution» dans les années 1940 .

• Les lois de l'hérédité de Mendel , ou lois de l 'hybridation, ne sont diffusées qu'à partir de 1900.

C'est e n cultivant des petits pois et en notant scrupuleusement les conséquences de la reproduction entre lignées pures de variétés différentes (hybridation) que Mendel établit les principes de base de la génétique (1866) .

• Les vecteurs de l'hérédité observée par Mendel sont les gènes , portés par les chromosomes des cellule s.

• Les gènes, qui assurent la stabil ité des caractères héréditaires, sont représentés par des variants ou allèles différents.

Ces allèles conduisent à des caractère s différents.

• Les mutations consistent en modifications du support des gènes, 1-------------...., l'ADN (dont la structure sera décrite en 1953 par James Watson et Francis Crick) .

Elles peuvent se traduire par l'apparition de nouveaux allèles ou par d'autres changements géné tiques .

·Avec les recombinaisons génétiques qui s'opèrent lors de la reproduction (chaque enfant hérite de la moitié des gènes de chacun de ses parents), les mutations sont les causes majeures de la variation.

Les plus andeM vestiges de la vie • Des traces fossiles de cellules primi­ tives ont été découvertes sur le site de Warrauwoona en Australie : on les date de 3 ,5 milliards d'années.

Il s'agit de cellules semblables à celles de bac­ téries actuelles (cellules procaryotes , c ' est-à-dire sans noyau) .

• Les traces fossile s les plus anciennes de cellules du type de celles qui com­ posent tous les êtres vivants à l'excep ­ tion des bactéries (cellules eucaryotes , pourvues de membranes délimitant notamment un noyau) datent de 1 ,7 milliards d 'années.

• C'est au cambrien, il y a 540 millions d'années , que la vie explose littérale­ ment sous une forme non microsco­ pique , comme en témoignent les fos­ siles du site de Burgess au Canada , datés de 525 millions d'années.

• Ainsi, sous l'influence de la sélection naturelle , le patrimoine génétique, notamment les proportions des diffé­ rents allèles (à l'échelle de l'ensemble des gènes) peuvent varier entre popu­ lations de la même espèce et conduire progressivement à l'apparition d'une nouvelle espèce.

L'IMPORTANCE DES MUTATIONS • Dans la théorie darwinienne de l'évolution, les variations aléatoires étant de faible ampleur , l'apparition de nouvelles espèces est un phénomène lent et graduel.

Le Néerlandais Hugo de Vries (1848- 1935) préféra évoquer, en rupture avec Darwin , une évolution dite « mutationniste », marquée par des changements brusques importants et non pas graduels .

• Dans la lignée des travaux de de Vries , dans les années 1970 , les Américains Stephen lay Gould et Niles Eldredge concluent de leurs études sur les fossiles que les espèces pourraient connaître de longue s périodes d'équilibre , subiteme nt ponctuées par des modifications de grande ampleur.

• Ce modèle de l'évolution dit des « équilibres ponctués » expliquerait pourquoi les formes intermédiaires entre espèces parentes sont si difficiles à observer parmi les fossiles.

• Un tel modèle théorique met au premier plan le rôle des transformations génétiques dans l'évolution des espèces.

Toutefois, la plupart des transformations génétiques importantes sont mortelles ; seule une Préatmbrien (-4,6 à -0,54 milliards d'années ) Paléozoïque ou ère primaire (-540 à -245 millions d'années) infime proportion d 'entre-elles serait compatible avec la survie de l'individu qui en est porteur.

LE RilLE LIMITt DE LA StLECTION NATURELLE • Le darwinisme présente la sélection naturelle comme un phénomène universel, déterminant pour toute forme d'évolution .

Or, en 1968, le généticien japonais Kimura Motoo affirme que nombre de mutation s ponctuelles sont neutres , c'est à dire ni positives, ni négatives au regard de la sélection naturelle.

En d'autre terme, la sélection naturelle ne s'exercerait pas sur ces variations qui n'auraient donc aucun effet notable sur la survie des individus qui les portent • Selon Kimura, l'accumulation de mutations neutres représenterait une forme d'évolution, qui n'est toutefois pas incompatible avec l'évolution liée aux effets de la sélection naturelle sur biochimique des mêmes molécules d'ADN (ou des protéines qui en dérivent ) de deux espèces parentes révèle que plus ces espèces sont éloignées plus les modifications ponctuelles sont nombreuses entre leurs molécules.

Il est ainsi possible d'établir une sorte d'« horloge biologique », témoin du degré de parenté évolutive entre deux espèces (entre l'homme et le chimpanzé , par exemple).

L'ORIGINE DE LA VIE ET LA SÉLECTION NATURELLE • Une fois admis le principe de l'évolution des espèces, il est devenu possible d 'imaginer comment la vie serait apparue sur notre planète.

Toutefois, comment expliquer que des êtres vivants se seraient formés à partir de matière inanimée? • Certains repoussent le problème en affirmant que la vie proviendrait de l'espace :la Terre aurait été ensemencée par des êtres vivants ou par les" briques de la vie>> d'origine extraterrestre (hypothèse de la «panspermie»).

• Cependant, la plupart des scientifiques cherchent à reconstituer en laboratoire les conditions qui régnaient sur la Terre primitive avant l'apparition de la vie, pour comprendre comment elles auraient permis la formation de composés chimiques susceptibles de se reproduire et de se construire eux-mêmes à partir de leurs composants : une telle « auto­ organisation » étant avec la repro­ duction , un des princi pes fondamentaux de la v ie .

• Depuis les travaux d u chimiste soviétique Aleksandr Oparine dans les années 1920 et ceux de l'Américain Stanley Miller en 1953 , on admet que l'atmosphère de la Terre , il y a 4 milliards d'années , comprenait de l 'ammoniaque , du méthane et du gaz carbonique.

Dans des con­ ditions particulières , reproduites en laboratoire, ces gaz permettent la formation de molécules biologiques : des « briques de la vie » (notamment des acides aminés, composants des protéines) .

• Dans l'eau qui s'étendait sur la Terre il y a plus de 3,5 milliards d'années , ces molécules se seraient assemblées et organisées , pour engendrer les pre­ mières formes de vie, microscopiques .

• Dès qu'une vie primitive manifeste ses capacités d 'auto -organisation et de reproduction (qui impliquent un certain degré de varia tion), la sélection naturelle peut s'exercer et permettre la transformation et la diversification de la vie.

• Ce phénomène serait demeuré microscopique et exclusivement aquatique pendant près de 2 milliards d 'années .

Prnnien Tortues , reptiles aquatiques Fin du permien : disparition de 80 à 90 % des espèces vivantes Mésozoïque ou ère secondaire 7Has Conifères.

Diversification des reptiles , ichtyosaures (reptiles marins ) .

Reptiles mammaliens (-245 à -65 millions d'années) Jurassique Crétacé Dinosaures, crocodiles, ptérosaures (reptil e s volants), plésiosaures (reptiles marins) Premiers oiseaux et mammifères Apparition des plantes à fleurs .

Diversification des dinosaures Fin du crétacé : disparition de plus de la moitié des espèces vivantes (dont les dinosaures) Cénozoïque tertiaire Expansion des des plantes à fleurs (-65 million s d'années à nos jours ) f--------+-et_d_es_in_se_ct_e_s ._,_'-- __ de_la_fa_m_i_lle_h_u_m_a_in_e ___ ___, tre quatemalre Faune des périodes glaciaires (mammouth , ours des cavernes ...

) Apparition de l'homme moderne ( -120 000 ans). »