L'Évolution selon Darwin

L'Évolution selon Darwin

• Il sera examiné et ses origines comme discipline.
• Il existe de nombreux exemples d'adaptations et d'évolutions dans la nature.
• Les papillons de nuit se camouflent avec des feuilles pour se cacher.
• Les énormes pattes d'un lynx agissent comme des raquettes pour marcher sur la neige sans s'effondrer.
• Darwin a élaboré une théorie de la sélection naturelle et a publié sa thèse sur l'origine des espèces il y a plus de 150 ans.
• Sa thèse a lancé une révolution scientifique, la biologie évolutive.
• La descendance avec modifications fait référence aux espèces contemporaines qui sont différentes de leurs ancêtres.
• La modification graduelle de la composition génétique des populations se fait de génération en génération.
• Une population peut accumuler suffisamment de petits changements à long terme pour devenir une nouvelle espèce.

Aristote (384-322 avant J.-C.)

• Aristote croyait que les espèces ont des degrés de complexité croissants qu'il est possible de classer.
• Pour Aristote, les espèces sont fixes, permanentes et ne pouvaient pas évoluer.
• Différentes formes de vie se ressemblaient et pouvaient être classées selon une échelle de complexité croissante, nommée "Scala naturae".
• Selon Scala, chaque forme de vie occupe un rang hiérarchique, parfaite et permanente.

Linné (1707-1778)

• Linné est considéré comme le père de la classification et de la hiérarchisation des espèces, regroupées en catégories sans croire à l'évolution.
• La nomenclature binomiale fut élaborée tout en maintenant le créationnisme.
• Sa classification hiérarchique démontre des liens ou ressemblances entre certains organismes.
• Linné ne voit pas de parentés sur le plan de l'évolution.
• Darwin affirme qu'une classification d'espèces devait être basée sur les relations produites par l'évolution et qu'en utilisant le système de Linné, on reflète ces relations évolutives.

Cuvier (1769-1832)

• Basé sur des archives géologiques et des fossiles, il a prouvé que la Terre une succession de flore et de faune tout au long de son histoire.
• Il observe que les couches profondes sont plus anciennes, alors que les strates supérieures contiennent des espèces différentes.
• Les espèces disparaissent et d'autres apparaissent.
• Cuvier s'oppose à l'évolution et défend sa théorie de catastrophisme.
• Sa théorie suggère que les changements dans la faune et la flore étaient dus à des catastrophes géologiques.
• Les régions dévastées étaient repeuplées par des espèces venant d'ailleurs.
• Il établit des relations entre les différents organismes préservés, se basant sur des couches de roches déposées sur plusieurs millions d'années.

Hutton (1726-1797)

• Il a suggéré une idée de petits changements graduels et lents sur une base continuelle pourraitrésulté à des changements plus profonds.
• C'est la théorie du gradualisme.
• Il propose que ces processus sont toujours à l'œuvrent et qu'ils expliquent des caractéristiques géologiques.
• La théorie des équilibres ponctués de 1970, qui est différente du gradualisme, postule que l'évolution a des longues périodes d'équilibre, parsemés de brèves périodes des changements importants.
• Elle décrit l'évolution sur Terre sur un modèle qui accorde le darwinisme avec des lacunes fossilifères, ainsi qu'avec des traces de grands bouleversements environnementaux passés que la théorie du gradualisme n'expliquait pas.

Lyell (1791-1875)

• Il a développé la théorie de l'uniformitarisme.
• Pour lui, les processus géologiques s'équilibraient.
• La formation de montagnes contrebalance l'érosion des terres et rien ne change vraiment à terme.
• Les mécanismes responsables du changement agissent de façon constante au cours du temps.
• Ses processus géologiques modernes se font à la même vitesse que ceux du passé.
• Il suggère que les processus géologiques et lois naturelles qui opèrent aujourd'hui ont fonctionné tout au long de l'histoire de la Terre.
• Il pense que ces processus peuvent être utilisés pour expliquer les caractéristiques et formations géologiques dans le passé: « le présent est la clé du passé ».
• Ces travaux influent Darwin.
• Darwin pense que les changements géologiques résultent d'actions lentes et continuelles et non soudaines.
• Il allait tirer des conclusions majeures de ces constats pour élaborer sa théorie de l'évolution.

Lamarck (1744-1829)

• Lamarck a publié sa théorie en 1809, l'année de naissance de Darwin.
• C'est le transformisme, aussi appelé l'hérédité lamarckienne.
• Pour Lamarck, les espèces pouvaient se transformer sous certaines conditions.
• Les espèces peuvent acquérir des caractères au cours de leur vie et les transmettre à leurs descendants.
• Il a compris que l'évolution explique les archives fossiles et les adaptations des organismes à leurs environnements.
• Cependant, il est rappelé pour son explication erronée, l'usage et le non-usage.
• Un organe se développe à force d'être utilisé, et cette caractéristique peut être transmise aux descendants.
• À l'appui de sa théorie, il donne l'exemple de la girafe.
• Selon Lamarck, les ancêtres des girafes avaient des cous courts.
• En voulant accéder à des branches plus hautes, les girafes ont étiré leur cou.
• Leurs petits ont hérité de ces cous plus longs et les ont transmis à leurs descendants.
• Les girafes qui n'ont pas pu étirer suffisamment leur cou pour atteindre les branches sont mortes de faim.
• Seuls les individus à long cou ont réussi à survivre et à transmettre ce caractère.
• De nos jours, il est possible de voir que dans certains cas, l'environnement peut influencer la transmission du caractère épigénétique.
• Ces idées créèrent beaucoup de controverses car elles allaient à l'encontre des théories de l'époque et n'expliquaient pas l'évolution de manière satisfaisante.
• Il fallut attendre Darwin et d'autres auteurs pour mettre en place la base fondamentale de la théorie de l'évolution.

Voyage de Darwin à bord du Beagle

• Darwin étudiait la médecine.
• Darwin a abandonné ses cours et se retrouve sur le navire Beagle à l'âge de 22 ans.
• Son voyage à bord du navire le Beagle l'amena sur les côtes d'Amérique du Sud, des îles Galápagos, de l'Australie.
• Il explora une faune et une flore riche et variée.
• Dans les îles Galápagos, il observa différentes sortes de pinsons avec des becs, des couleurs et des comportements différents adaptés à leurs environnements.
• Si des membres d'une même espèce étaient isolés l'un de l'autre pendant plusieurs générations, ils pourraient accumuler de petites modifications pourraient en faire des espèces complètement différentes à long terme.
• Un contemporain de Darwin, Wallace, est arrivé à la même conclusion.

Questionnement de Darwin

• L'origine des organismes
• Leurs relations
• Leurs points en commun
• Leurs différences
• Leur répartition géographique
• L'adaptation à divers environnements
• Il a observé que les organismes sont adaptés, ont des caractéristiques communes et une grande diversité du vivant.
• Darwin a revu toutes ses observations et commence à faire le lien entre l'adaptation et l'environnement et la formation de nouvelles espèces.
• Son explication est centrée sur la sélection naturelle.
• La sélection naturelle est le processus dans lequel les individus dotés de certains caractères ont tendance à avoir des taux de survie et de reproduction plus élevés.

La Sélection Naturelle

• Darwin voit les unités comme un arbre avec chaque embranchement représentant l'ancêtre commun le plus récent de toutes les lignes.
• Darwin a observé des exemples d'adaptations lors de son voyage sur le Beagle.
• L'adaptation correspond à des caractéristiques héréditaires qui améliorent les chances de survie et de reproduction dans un environnement particulier.
• Différentes espèces ont différentes variations de bec pour différentes fonctions spécifique à leur environnement.
• Les espèces sont tous étroitement apparentées, mais se distinguent principalement par leur bec adapté à un régime alimentaire particulier, soit manger des cactus, insectivore ou granivore.
• Darwin a démontré la sélection naturelle grâce à la sélection artificielle pour les plantes et les animaux domestiques.
• Il propose qu'un processus similaire se produit en nature.
• Avec cet exemple, il y a les choux de Bruxelles, brocoli, chou frisé.
• Plusieurs espèces de choux ont un ancêtre commun, la moutarde sauvage.
• Les producteurs ont obtenu des résultats divergents en accentuant un caractère.

Déroulement de la sélection naturelle:

• Les membres d'une population diffèrent souvent par leurs caractères héréditaires.
• Les individus qui ont des caractères héréditaires qui leur donnent une plus grande chance de survie et de reproduction dans un environnement particulier ont tendance à avoir plus de descendants que les autres.
• De ce fait, la composition génétique de la population change, ce qui peut mener à l'adaptation à un nouvel environnement et parfois à l'émergence de nouvelles espèces.
• La sélection naturelle ne peut opérer que si une population possède des différences héréditaires.
• Chaque espèce peut produire une descendance plus importante que celle que son environnement peut supporter, ce qui mène à une lutte pour l'existence.
• La sélection naturelle améliore l'adaptation des populations à leur environnement au fil du temps.

Homologie et Évolution Convergente

• L'homologie décrit des similarités anatomiques entre différentes espèces issues d'un ancêtre commun, mais qui varient en termes de fonction.
• Au niveau moléculaire, même les espèces complètement différentes partagent le même code génétique.
• Les structures homologues ont des structures semblables venant d'un ancêtre commun qui ont différentes fonctions.
• Cette similarité provenant d'une ascendance commune est appelée l'homologie.
• L'homologie permet de formuler des prédictions vérifiables et d'expliquer des observations difficiles à expliquer.
• L'homologie peut être au niveau anatomique et moléculaire.
• L'évolution convergente est un processus qui mène à de façon indépendante à l'apparition de caractères similaires chez des lignées différentes.
• Les caractéristiques analogues ont des fonctions similaires, qui proviennent de différents ancêtres.

L'arbre phylogénétique:

• La représentation de la descendance d'ancêtres communs et les homologies qui en résultent.
• Reflète les relations résultant de l'évolution entre des groupes d'organismes.
• On estime que 99% de toutes les espèces qui ont vécu sur Terre se sont éteintes.
• Les fossiles d'espèces éteintes peuvent révéler les ancêtres d'espèces encore vivantes et remplir des trous, démontrent cet arbre phylogénétique.

Archivage des fossiles:

• Documentent le modèle de l'évolution.
• Démontrent comment les organismes du passé diffèrent des organismes actuels.
• Démontrent le nombre et la variété d'espèces éteintes.
• L'étude de l'os de la cheville démontre que les cétacés, ordre de mammifères marins, sont plus proches des artiodactyles.