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ÉVOLUTION BIOLOGIQUE INTRODUCTION La théorie de l'évolution est indubitablement la théorie la plus importante dans le domaine biologique, tant par ses potentialités scientifiques que par les recherches intellectuelles qu'elle suscite.

Sciences et techniques

Aperçu du corrigé : ÉVOLUTION BIOLOGIQUE INTRODUCTION La théorie de l'évolution est indubitablement la théorie la plus importante dans le domaine biologique, tant par ses potentialités scientifiques que par les recherches intellectuelles qu'elle suscite.



Publié le : 4/4/2015 -Format: Document en format HTML protégé

ÉVOLUTION BIOLOGIQUE
INTRODUCTION
La théorie de l'évolution est indubitablement la théorie la plus importante dans le
domaine biologique, tant par ses potentialités scientifiques que par les recherches
intellectuelles qu'elle suscite.
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ÉVOLUTION BIOLOGIQUE
INTRODUCTION
La théorie de l'évolution est indubitablement la théorie la plus importante dans le
domaine biologique, tant par ses potentialités scientifiques que par les recherches
intellectuelles qu'elle suscite. Tous les secteurs de la biologie ont été conditionnés
par la théorie de l'évolution, et de nombreuses autres disciplines ont été fortement
influencées par elle. Rappelons que la biologie évolutionniste est une discipline très
large et en constante évolution, riche en thèmes encore controversés, et
fondamentale. Les biologistes qui mènent des recherches sur les mécanismes et
les processus biologiques, utilisent des méthodes de travail extrêmement diverses
et abordent l'étude des aspects du monde vivant sur des échelles de temps
variables. Ils peuvent observer la réaction de certains composés chimiques dans
une éprouvette en l'espace de quelques minutes, suivre les déplacements d'un
animal dans la savane pendant plusieurs jours ou plusieurs mois, ou bien comparer
des fossiles dans les formations rocheuses remontant à des périodes géologiques
plus ou moins éloignées. La théorie de l'évolution peut être mise à l'épreuve dans
tous ces contextes. De plus, la grande variété de la coloration des plumes
d'Oiseaux ou l'étrangeté de la forme de certains Poissons, tout comme le
ronronnement du chat sont autant de phénomènes qui acquièrent, à la lumière de
la théorie de l'évolution, une signification plus large, qui va bien au-delà des simples
considérations de nature esthétique ou affective. Sur la base de la théorie de
l'évolution, nous découvrons que toutes les caractéristiques d'un organisme,
comme sa forme, sa couleur, son comportement, peuvent être mises en relation
entre elles ou avec celles d'autres organismes et peuvent être interprétées de façon
à en découvrir la valeur adaptative ou à y trouver les signes du passé. De ce point
de vue, la théorie évolutive est la seule théorie à laquelle on puisse attribuer un rôle
unificateur dans tous les domaines de la biologie. Comme le dit Theodosius
Dobzhansky (1900-1975), l'un des plus grands évolutionnistes de notre siècle :
« Rien n'a de sens en biologie, sinon à la lumière de l'évolution ».

GÉNÉRALITÉS
Mais que signifie le mot évolution ? L'évolution implique la notion de changement,
lequel peut concerner l'aspect extérieur, la physiologie, le comportement d'un
organisme, mais aussi son patrimoine héréditaire transmis de génération en
génération. En revanche, le changement ne signifie pas nécessairement l'évolution.
Un organisme peut changer durant sa croissance, mais dans ce cas il n'évolue pas
au sens darwinien. En effet, les phénomènes évolutifs ne concernent pas
l'organisme isolé, mais sa descendance.
Pourquoi un organisme évolue-t-il ? Les principaux facteurs de l'évolution sont le
changement des conditions du milieu au cours du temps et la variation génétique
fortuite. La variabilité constitue le matériau sur lequel agit l'évolution, tandis que la
direction de ce changement est établie par les conditions du milieu. Puisque nous
ne pouvons prévoir ni l'un ni l'autre de ces phénomènes, nous ne pouvons pas non
plus prévoir l'évolution. L'évolution biologique a une direction (imprévisible) mais
non pas une finalité ; le terme de « progrès » est rejeté par les études de biologie

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évolutionniste. La grande diversité des espèces vivantes est le fruit d'un
changement durant lequel, à partir d'un ancêtre commun unique, se sont produites
des ramifications, des bifurcations, des impasses et des modifications dans la
même ligne évolutive. Et ce sont précisément le changement et la bifurcation de la
ligne évolutive des organismes qui sont les principaux thèmes abordés par la
théorie évolutionniste.
Une autre notion fondamentale de la théorie évolutive est celle d'adaptation.
L'adaptation fait appel aux propriétés des organismes leur permettant de survivre et
de se reproduire, même lorsqu'ils subissent une légère variation des conditions du
milieu. Les exemples d'adaptation que l'on trouve dans la nature sont
innombrables. Il faut toutefois garder présent à l'esprit que toutes les
caractéristiques morphologiques ou comportementales des êtres vivants ne
peuvent pas être considérées comme adaptatives, même si ce sont certainement
les plus importantes et il nous faut trouver une explication à leur présence.

BRÈVE HISTOIRE DE LA BIOLOGIE ÉVOLUTIONNISTE
L'ÉVOLUTION SELON LAMARCK
Au début du XXe siècle, Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) fut le naturaliste qui
énonça le premier la théorie de l'évolution, selon laquelle tous les êtres vivants
auraient subi au cours du temps des transformations continues. D'après son
hypothèse, qui prit le nom de transformisme, les caractères acquis pendant le
développement individuel seraient héréditaires. L'adaptation serait donc le résultat
de modifications corporelles acquises car produites durant la vie des individus, à la
suite de l'usage ou du défaut d'exercice d'organes déterminés, modifications qu'ils
auraient transmises à leurs descendants. Par exemple, un homme très sportif
pourrait faire des enfants ayant une plus grande tendance à développer leurs
muscles une fois devenus adultes.
LA THÉORIE DE DARWIN
La juste formulation des mécanismes évolutifs fut élaborée par Charles R. Darwin
(1809-1882) et exposée dans son célèbre ouvrage l'Origine des espèces, publié en
1859. Darwin expliqua les adaptations et la formation de nouvelles espèces par la
théorie de la sélection naturelle, selon laquelle seuls certains individus d'une
population contribuent de façon conséquente à la génération de la descendance,
tandis que les autres individus y contribuent moins ou pas du tout. Puisque les
caractéristiques de la descendance reflètent celles des parents, les caractères des
parents qui ont généré plusieurs enfants deviendront de plus en plus fréquents
dans les générations suivantes et la composition génétique de la population se
modifiera avec le temps.
LA SYNTHÈSE MODERNE
Malgré les différentes tentatives pour réfuter la théorie darwinienne et la difficulté
pour le milieu scientifique, jusqu'au début du siècle, d'accepter la théorie de la
sélection naturelle, celle-ci survécut et prit un essor particulier à partir des

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années 20, grâce en partie à la redécouverte des expériences de Gregor Mendel,
fondateur de la génétique, et aux développements des études biométriques
(biométrie). C'est en effet grâce à la réconciliation entre les théories mendéliennes
et l'étude de la variabilité des caractères chez les populations naturelles que l'on
parvint à ce que l'on appelle la « synthèse moderne » de la théorie de l'évolution,
ou « néodarwinisme », ou « théorie synthétique de l'évolution ». Les noms liés à
cette phase sont ceux du mathématicien anglais Ronald A. Fisher (1890-1962), du
généticien John B. S. Haldane (1892-1964) et du mathématicien américain Sewall
Wright (1889-1988), lesquels, au début des années 30, publièrent les fondements
de cette discipline appelée génétique des populations qui constitue le lien entre les
lois de la génétique de Mendel et la variabilité que l'on observe dans les
populations naturelles. La génétique, à son tour, s'orienta vers les études
évolutionnistes, grâce au travail de Theodosius Dobzhansky (1900-1975), né en
Russie mais travaillant aux États-unis, et à ses études sur l'évolution des
populations de la « mouche du fruit », la drosophile. D'autres chercheurs anglais
tels que E. B. Fors et H. B. D. Kettlewell travaillèrent sur la sélection dans les
populations naturelles, fondant ce que l'on appelle la « génétique écologique ». Un
autre nom étroitement lié à cette phase de floraison des études de biologie
évolutionniste est celui de Julian S. Huxley (1887-1975), qui introduisit le premier le
terme de « synthèse moderne » et divulgua à un plus grand public les concepts
théoriques élaborés par Fisher, Haldane et Wright. La voie de l'évolutionnisme a
été semée d'obstacles (et elle l'est encore aujourd'hui sous un certain nombre
d'aspects). Dans les années 30, de nombreux spécialistes de systématique (G. C.
Robson et O. W. Richards) n'acceptaient ni les théories de Mendel ni celles de
Darwin, des généticiens, comme l'allemand R. Goldschmidt, soutenaient la théorie
des macromutations, d'après laquelle les espèces évoluent non pas à travers la
sélection de petites variantes mais par la succession de mutations aux effets
révolutionnaires. Bien que l'ouvrage de Darwin s'intitule l'Origine des espèces, la
façon dont effectivement les espèces naissent n'était pas un problème abordé par
l'auteur, et la discussion au sujet de l'énigme de l'origine des espèces est
aujourd'hui encore très vive. Ernst Mayr (1904), qui avait quitté l'Allemagne nazie
avec Goldschmidt, s'est beaucoup occupé de spéciation (c'est-à-dire des modalités
par lesquelles naissent de nouvelles espèces) et de la définition de la notion
d'espèce, avec une série de conséquences importantes au niveau des études de
systématique. En effet, la biologie systématique, une branche qui s'occupe de
définir des groupes d'êtres vivants et de les classer par affinités, fut la première
discipline à bénéficier des effets de la synthèse moderne, à travers la révision de
ses méthodes et de ses conclusions.
Le paléontologiste américain George G. Simpson (1902-1984) fut un autre grand
innovateur. Il appliqua la synthèse moderne aux études paléontologiques, réfutant
entre autres la croyance, répandue à l'époque, selon laquelle les séries fossiles
étaient l'expression d'une tendance implicite des espèces à évoluer dans une
direction spécifique. Vers le milieu des années 40, la synthèse moderne avait donc
influé peu ou prou sur tous les domaines de la biologie, mais la route devait être
difficile et le débat animé.
LES CRITIQUES DE LA THÉORIE SYNTHÉTIQUE
Avec le développement, à partir des années 60, de la biologie moléculaire, les
nouvelles théories ont été mises à l'épreuve par l'études des molécules protéiques

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isolées. La grande quantité de données accumulées a confirmé la synthèse
moderne, même au niveau moléculaire. Les travaux du généticien japonais Motoo
Kimura ont toutefois mis en évidence le rôle important du hasard dans le
changement évolutif, aussi bien au niveau protéique que, par la suite, au niveau de
l'ADN, démontrant que la plupart des changements évolutifs des séquences d'ADN
sont neutres par rapport à l'évolution (théorie neutraliste). Du côté opposé, celui de
la paléontologie, les américains Niels Eldredge, Stephen J. Gould et S. M. Stanley
ont proposé, à l'issue d'une étude approfondie de la macroévolution de fossiles, la
théorie des équilibres ponctués, qui veut que l'évolution des espèces n'est pas
graduelle, mais qu'il existe une alternance de longues périodes de stagnation et de
courtes mais intenses périodes de changement évolutif.
LES CRÉATIONNISTES
Aujourd'hui encore, malgré l'énorme quantité d'études et de confirmations,
beaucoup ignorent, voire nient la théorie de l'évolution. Le cas le plus évident est
celui du mouvement créationniste américain, qui nie l'existence de l'évolution et
propose une espèce de « créationnisme scientifique ». Le mouvement semble si
influent, sinon scientifiquement au moins politiquement, que certains évolutionnistes
célèbres (S. J. Gould, paléontologiste à Harvard, D. Futuyima, biologiste
évolutionniste à l'université de l'état de New York, et R. Dawkins, professeur de
zoologie à l'Université de Cambridge) ont été amenés à écrire des articles ou des
volumes entiers pour défendre l'évolution. Encore une fois, l'importance et le grand
pouvoir d'interprétation de la théorie de l'évolution font qu'elle est considérée
comme un obstacle, pas tant du fait de ses implications biologiques qu'en raison du
rôle auquel l'homme est réduit et, de façon plus générale, à cause de ses
implications philosophiques.

L'ÉVOLUTION EST UN FAIT
Même si l'évolution est désormais considérée comme un fait indiscutable, il peut
être utile de fournir un petit nombre d'exemples qui permettent même à ceux qui ne
connaissent pas du tout les arguments théoriques de se défendre contre
l'ignorance et la mauvaise foi. Chercher des preuves en faveur de l'évolution
signifie trouver des preuves scientifiques de l'évolution dans le temps d'une espèce
et, sur cette base, argumenter contre ceux qui soutiennent la fixité des espèces et
leur création séparée. Les preuves de ce type sont innombrables et comprennent
celles qui sont directement observables à une petite échelle, que l'on peut déduire
de la relation entre plusieurs structures (moléculaires, ou simplement
morphologiques) présentes chez les différents organismes vivants, et des preuves
vérifiables par l'étude des fossiles. La théorie de l'évolution, dans sa simplicité, a
permis d'éclaircir et de comprendre ces phénomènes restés obscurs et
énigmatiques pendant longtemps au cours du développement des études
biologiques.
PREUVES DIRECTES

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Certaines preuves de l'évolution peuvent être observées directement. Il s'agit de
phénomènes évolutifs à petite échelle que l'on peut observer dans un intervalle de
temps compatible avec la durée de la vie humaine. Le phénomène le plus connu
est peut-être celui de Biston betularia, un papillon de nuit dont la forme sombre
(mélanique) constituait, en 1848, seulement 1 % de la population totale, dans une
zone près de Manchester, tandis que, après l'industrialisation, en 1898, elle en
constituait 99 %. Cette forme de mélanisme industriel est plutôt répandue
aujourd'hui dans tous les pays industrialisés et représente un cas classique de
sélection naturelle. Voilà ce qui est arrivé aux papillons de Manchester au siècle
dernier. À cause du noircissement des arbres, dû à la suie rejetée par les usines
toujours plus nombreuses, arbres sur lesquels ils se posaient, les individus les plus
claires de ces Insectes étaient plus visibles aux yeux des prédateurs (les Oiseaux)
et, par conséquent, plus faciles à capturer, tandis que les individus plus foncées
étaient avantagés à chaque génération. Ainsi, tout au long des générations, les
formes sombres se sont répandues et sont devenues les plus fréquentes.
Cet exemple démontre que, bien que l'évolution soit envisagée comme un
processus lent dont on ne peut pas avoir de preuves directes, elle peut toutefois
être effectivement observée « en acte », et c'est là le but des nombreuses études
concernant la microévolution.
Le changement évolutif peut aussi être produit artificiellement. La sélection
artificielle opérée par l'homme au cours de milliers d'années a donné lieu à des
variétés de plantes cultivées fournissant des récoltes de plus en plus abondantes, à
des poules qui pondent des oeufs en nombre surprenant, à des vaches qui
produisent de grandes quantités de lait, à une grande variété de races de chiens et
de pigeons, tout cela par la sélection de caractéristiques particulières d'une
génération à l'autre. Les résultats de la sélection artificielle fournissent la preuve
évidente que les espèces peuvent subir des changements évolutifs dans des délais
relativement courts.
Si l'on observe dans la nature des espèces bien distinctes les unes des autres, cela
n'implique pas l'absence d'une certaine gradation dans la variation. L'argument de
la séparation apparente des différentes espèces dans la nature est souvent avancé
par ceux qui croient en la création divine d'espèces séparées. Deux espèces
considérées comme telles, si elles sont observées dans des zones géographiques
particulières, peuvent apparaître comme des nuances l'une de l'autre, au point de
faire douter sérieusement qu'il s'agit véritablement de deux espèces différentes et
non pas d'une seule espèce variable selon la localité géographique. Dans ces cas,
la définition même d'espèce semble difficile, toutefois, la variabilité est la norme
dans la nature, et toute tentative de rendre discret ce qui est continu doit être
considérée comme une simple commodité opératoire et pédagogique.
TÉMOIGNAGES FOSSILES
Les témoignages fossiles qui montrent les différents stades évolutifs par lesquels
une simple espèce est à l'origine de deux autres sont rares, car la plupart du temps
on est seulement en mesure d'observer le résultat du processus sans avoir accès
aux phases intermédiaires. Un fossile exceptionnel, qui témoigne de l'évolution des
Oiseaux à partir des Reptiles, est constitué par l'Archaeopteryx. Il présente en effet
des caractères reptiliens mêlés à ceux des Oiseaux (évolution des Oiseaux).
Malheureusement, des découvertes comme celle-ci ne sont pas fréquentes, et
parfois il nous manque les maillons de la chaîne qui permettraient une

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reconstruction complète du tableau évolutif. En tout état de cause, la continuité de
certaines séries fossiles, comme celles de certaines diatomées, algues
unicellulaires dotées d'une coquille rigide, peut être avancée comme preuve fossile
d'un processus d'évolution. En outre, en étudiant les caractères de chaque classe
de Vertébrés actuels, on peut établir un réseau de relations. Les Poissons, comme
les Amphibiens à l'état larvaire, mais à la différence des Reptiles, des Oiseaux et
des Mammifères, ont des branchies ; les Amphibiens ont quatre pattes comme les
autres Vertébrés terrestres, à la différence des Poissons. On serait donc porté à
supposer une progression évolutive des Poissons aux Amphibiens, puis aux
Reptiles et, enfin, aux Mammifères. En effet, l'étude des fossiles témoigne
exactement de cette hiérarchie, et les premiers Vertébrés qui apparaissent dans les
roches les plus anciennes sont précisément les Poissons, suivis par les
Amphibiens, les Reptiles et enfin les Mammifères (voir évolution des animaux).
Les témoignages fossiles indiquent également une modification continue de
structures. Des espèces qui existaient autrefois n'existent plus ou ont été
remplacées par leurs descendants, et il semble logique de penser que les
mécanismes qui agissent aujourd'hui pour déterminer l'évolution des espèces ont
agi également par le passé quand l'homme n'était pas là pour les observer. Ainsi,
de l'échelle temporelle humaine on passe à une échelle différente, beaucoup plus
grande, qui concerne les changements évolutifs lesquels, depuis les origines de la
vie, ont abouti à la grande variété des formes vivantes actuelles.
HOMOLOGIE
Même si la variété est ce qui su...


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