Évolution et Sélection Naturelle

Évolution

• L'évolution est la modification graduelle des caractéristiques d'une population, conduisant à l'apparition de nouvelles espèces.
• Ce processus se déroule sur plusieurs générations.

Facteur essentiel de l'évolution

• La variation génétique entre les individus d'une population est le facteur essentiel de l'évolution.
• Les différences génétiques permettent à certaines populations de survivre et de se reproduire plus efficacement dans un environnement donné.

Adaptation

• Une adaptation est tout caractère qui aide un organisme à survivre et à se reproduire dans un milieu donné.
• Des exemples d'adaptations incluent la couleur de la fourrure pour le camouflage et les pattes longues pour la vitesse.

Exemples d'adaptations

• Les phénotypes de la phalène de bouleau ont varié (pâle ou foncé) en réponse aux changements environnementaux (révolution industrielle).
• La couleur du sable et les poils courts sont des adaptations typiques de la gerbille.

Types d'adaptations

• Adaptations structurelles: caractéristiques physiques comme la forme du bec, l'arrangement des dents, le mimétisme (apparence d'une autre espèce). Ex : la forme du bec des différents types de pinsons des Galapagos
• Adaptations physiologiques: caractéristiques internes comme la coagulation du sang, le fonctionnement des organismes. Ex : les protéines nécessaires à la coagulation du sang chez les animaux.
• Adaptations comportementales: comportements comme la migration, la parade nuptiale, le phototropisme (réaction aux variations de la lumière). Ex: la migration des oiseaux

Variation génétique

• Les variations découlent principalement de mutations génétiques, erreurs lors de la réplication de l'ADN, de la formation de différents gamètes lors de la méiose et de la recombinaison des gènes lors de la reproduction sexuée.
• Les variations génétiques sont héréditaires (transmissibles à la descendance).

Sélection naturelle

• La sélection naturelle est la théorie selon laquelle les individus qui survivent aux changements environnementaux, transmettent leurs gènes à la génération suivante, menant à des modifications évolutives.
• La sélection naturelle est circonstancielle : le but est la survie et la reproduction.
• La sélection naturelle est l'évolution par sélection naturelle.

Sélection artificielle

• La sélection artificielle est la sélection des individus par l'humain, leur transmission des gènes à la génération suivante avec pour objectif d'améliorer le produit (comme les races de chiens ou les vaches qui produisent plus de lait).

Théories de l'évolution

• Aristote (vers 350 av. J.-C.) : croyait que les organismes étaient immuables et parfaits.
• Créationnisme : un créateur (Dieu) a créé toutes les espèces, immuables.

La paléontologie comme preuve de l'évolution

• La paléontologie, l'étude des fossiles, fournit des informations sur l'évolution sur des millions d'années.
• Les fossiles constituent des preuves cruciales de la présence de vie passée, de la disparition et de l'apparition d'espèces.
• Les fossiles révèlent une succession temporelle des espèces et des transitions évolutives.
• Les fossiles permettent de comprendre les relations de parenté entre les organismes et les processus évolutifs.

Georges Cuvier

• Cuvier (1769-1832), paléontologue, notait les différences des fossiles dans chaque couche géologique : il suggéra l'hypothèse du catastrophisme pour expliquer les extinctions et les nouvelles espèces.

Jean-Baptiste Lamarck

• Lamarck (1744-1829) postulait que les caractères acquis au cours de la vie d'un individu pouvaient être transmis à la descendance.
• Son hypothèse de l'hérédité des caractères acquis a été rejetée.
• Ex : le long cou des girafes par l'effort de leurs ancêtres.

Charles Darwin

• Darwin (1809-1882) : naturaliste anglais, a observé diverses espèces au cours de son voyage.
• Darwin a formulé la théorie de la sélection naturelle en postulant que les individus les mieux adaptés à leur milieu survivent et se reproduisent plus efficacement.
• Ex : La différence des girafes est expliquée par la compétition et la survie du plus adapté.

Voyage de Darwin

• En 1831, il effectua un voyage de 5 ans à bord du Beagle, observant et collectant des espèces variées.

Observations de Darwin

• Darwin a remarqué des variations au sein d'espèces, notamment sur les îles Galapagos (pinsons et tortues).
• Les variations entre les populations, leur capacité à se reproduire et à survivre, influencent leur adaptation et le caractère de leur descendance.
• Les organismes qui produisent plus de rejetons qu'il n'y a de ressources disponibles entrent en compétition pour survivre.
• Les variations génétiques influencent la survie et le succès reproducteur des espèces.

Méthodes modernes de preuve de l'évolution (anatomie comparée)

• L'étude comparée de l'anatomie des différentes espèces met en évidence les structures homologues (structures similaires d'origine commune, mais pouvant avoir des fonctions différentes) et vestigiales (structures qui avaient une fonction chez les ancêtres mais qui n'en ont plus chez les descendants).
• Les homologies suggèrent un ancêtre commun, et les structures rudimentaires fournissent des informations sur l'évolution et les ancêtres.
• Ex : Les os du bassin chez les baleines et les serpents, l'appendice humain.

Évolution plus moderne (biologie moléculaire)

• La biologie moléculaire utilise l'analyse d'ADN et de protéines pour comparer les relations évolutives entre les espèces.
• Plus les séquences d'ADN ou les protéines sont semblables, plus les espèces sont apparentées.
• Ex : Les différences dans la séquence d'ADN entre l'homme et le chimpanzé sont minimes.

Évolution divergente

• Les espèces qui divergent partagent un ancêtre commun mais ont évolué de différentes manières en réponse à des environnements différents.
• Ex.: Les pinsons des îles Galapagos, les organismes s'adaptent et évoluent avec des caractéristiques uniques.

Évolution convergente

• Les espèces non apparentées développent indépendamment des structures similaires en réponse à des environnements similaires.
• Ex.: les ailes des oiseaux et des chauves-souris bien qu'ils aient des origines totalement différentes.

Coévolution

• L'évolution conjointe de deux ou plusieurs espèces interagissantes, où chaque espèce réagit aux changements de l'autre. Ex.: prédateurs et proies, pollinisateurs et plantes.

Classification

• La taxonomie est la science qui identifie, nomme et classe les êtres vivants.
• La classification moderne utilise les noms scientifiques (binominaux) en latin. Ex: Homo sapiens.

Classification de l'humain

• La classification de l'humain inclut les règnes, embranchements, classes, ordres, familles, genres et espèces.

Hominidés et évolution humaine

• Les Hommes sont des primates présentant des caractéristiques communes avec les autres primates (yeux en avant, crâne, cortex cérébral), mais possédant des fonctions améliorées.
• Les fossiles (homo habilis, homo ergaster, homo erectus, homme de Néandertal) constituent des preuves de l'évolution du genre Homo.
• Les fossiles d'homo habilis, ergaster, erectus, heidelbergensis et néanderthalensis révèlent des étapes évolutives, des outils, des habitats et des adaptations au cours du temps.

L'hypothèse de l'homme moderne

• L'homme moderne a évolué à partir d'une population en Afrique.
• Différentes migrations humaines ont conduit à des populations modernes qui se sont diversifiées.

L’ancêtre commun

• L'évolution indique un ancêtre commun pour toutes les espèces actuelles.

Hypothèses de l'origine de l'homme moderne

• Hypothèse africaine : l'Homo sapiens a évolué en Afrique et s'est ensuite répandu dans le reste du monde.
• Hypothèse multirégionale : l'Homo sapiens est apparu simultanément dans plusieurs régions du monde à partir d'ancêtres archaïques.