La sélection naturelle ne peut avoir lieu qu’en présence d’une variation génétique. Les conditions environnementales déterminent les traits sélectionnés.
Dans cet articles nous nous intéresserons aux mécanismes de l’évolution, comment se fait-elle, quels sont les critères qui produisent l’évolution, etc.
La variation génétique
La sélection naturelle ne peut avoir lieu que s’il existe des variations, ou des différences, entre les individus d’une population. Il est important que ces différences aient une certaine base génétique, sinon la sélection n’entraînera pas de changement dans la génération suivante. Ceci est essentiel car les variations entre les individus peuvent être causées par des raisons non génétiques, comme le fait qu’un individu soit plus grand en raison d’une meilleure nutrition plutôt que de gènes différents.
La diversité génétique au sein d’une population provient de deux mécanismes principaux : la mutation et la reproduction sexuée. La mutation génétique, un changement dans la séquence d’ADN, est la source ultime de nouveaux allèles, ou de nouvelles variations génétiques dans une population. Les changements génétiques provoqués par une mutation peuvent avoir l’une des trois conséquences suivantes :
- De nombreuses mutations n’auront aucun effet sur l’adéquation du phénotype, on parle alors de mutations neutres.
- Une mutation peut affecter le phénotype de l’organisme d’une manière qui lui confère une aptitude réduite (une probabilité de survie plus faible ou une descendance moins nombreuse).
- Une mutation peut produire un phénotype ayant un effet bénéfique sur l’aptitude. Différentes mutations auront une série d’effets sur l’aptitude d’un organisme qui les exprime dans son phénotype, allant d’un petit effet à un grand effet.
La reproduction sexuée entraîne également une diversité génétique : lorsque deux parents se reproduisent, des combinaisons uniques d’allèles s’assemblent pour produire les génotypes uniques et donc les phénotypes de chacun des descendants. Cependant, la reproduction sexuée ne peut pas conduire à de nouveaux gènes, mais fournit plutôt une nouvelle combinaison de gènes chez un individu donné.
L’adaptation
Un trait héréditaire qui favorise la survie et la reproduction d’un organisme dans son environnement actuel est appelé adaptation. Les scientifiques décrivent des groupes d’organismes qui s’adaptent à leur environnement lorsqu’un changement dans la gamme de variation génétique se produit au fil du temps, ce qui augmente ou maintient l’aptitude de la population à (sur)vivre (dans) son environnement.
Les pattes palmées des ornithorynques sont une adaptation pour la natation. La fourrure épaisse des léopards des neiges est une adaptation à la vie dans le froid. La vitesse rapide des guépards est une adaptation à la capture de proies. Tous ces exemples illustrent des preuves de l’évolution.
Le fait qu’un trait soit favorable ou non dépend des conditions environnementales du moment. Les mêmes caractéristiques ne sont pas toujours sélectionnées car les conditions environnementales peuvent changer. Prenons par exemple une espèce de plante qui a poussé dans un climat humide et qui n’a pas eu besoin de conserver de l’eau. Les grandes feuilles ont été sélectionnées parce qu’elles permettent à la plante d’obtenir plus d’énergie du soleil. Les grandes feuilles ont besoin de plus d’eau pour se maintenir que les petites feuilles, et l’environnement humide a fourni des conditions favorables pour soutenir les grandes feuilles. Après des milliers d’années, le climat a changé impactant la faune et la flore et la région n’avait plus d’excès d’eau. La direction de la sélection naturelle a changé, de sorte que les plantes à petites feuilles ont été sélectionnées parce que ces populations étaient capables de conserver l’eau pour survivre aux nouvelles conditions environnementales.
L’évolution des espèces a entraîné d’énormes variations dans la forme et la fonction des organismes. Parfois, l’évolution donne naissance à des groupes d’organismes qui deviennent extrêmement différents les uns des autres. Lorsque deux espèces évoluent dans des directions différentes à partir d’un point commun, on parle d’évolution divergente. Cette évolution divergente peut être observée dans les formes des organes reproducteurs des plantes à fleurs qui partagent les mêmes anatomies de base. Cependant, ils peuvent être très différents en raison de la sélection dans différents environnements physiques et de l’adaptation à différents types de pollinisateurs.
Dans d’autres cas, des phénotypes similaires évoluent indépendamment chez des espèces éloignées. Par exemple, le vol a évolué chez les chauves-souris et les insectes. Ils ont tous deux des structures que nous appelons ailes, qui sont des adaptations au vol. Cependant, les ailes des chauves-souris et des insectes ont évolué à partir de structures originales très différentes. Ce phénomène s’appelle l’évolution convergente, où des traits similaires évoluent indépendamment chez des espèces qui ne partagent pas d’ascendance commune récente. Les deux espèces sont arrivées à la même fonction, le vol, mais elles l’ont fait séparément l’une de l’autre.
Dessin paru dans George John Romanes, Darwin and after Darwin: An exposition of the Darwinian theory and a discussion of post-Darwinian questions – I The Darwinian theory, Londres, Longmans, 1892, p.56.
Ces changements physiques se réalisent sur de très longues périodes de temps et aident à expliquer comment l’évolution se produit. La sélection naturelle agit sur les organismes individuels, qui à leur tour peuvent façonner une espèce entière. Bien que la sélection naturelle puisse agir en une seule génération sur un individu (voir les Pinsons de Darwin), il peut falloir des milliers, voire des millions d’années pour que le génotype d’une espèce entière évolue. C’est au cours de ces longues périodes que la vie sur terre a changé et continue de changer.
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