ÉVOLUTION DES ESPÈCES
Objectif terminal
d'unité
14 Démontrer que le processus d'adaptation favorise l'évolution et la survie des espèces vivantes.



Objectif
intermédiaire
14.1 Se documenter sur les principales hypothèses de l'évolution des espèces pour en connaître les points essentiels.


LES THÉORIES SUR L'ÉVOLUTION :

  1. LE CRÉATIONNISME OU FIXISME :
    La création Dieu L'arche de Noé
    La création Dieu L'arche de Noé



    Jusqu'au XVIIIe siècle (18e siècle), la théorie de rigueur est le créationnisme ou fixisme. Le Livre de la Genèse de la Bible nous informe que Dieu créa l'Univers en 6 jours et que le 7e jour il se reposa. Il créa également l'homme et tous les organismes vivants. Par la suite, il créa une compagne pour l'homme, la femme, avec une côte de celui-ci. Pour les créationnistes, la Terre a 6 000 ans et les organismes vivants qui la recouvrent n'ont jamais changé depuis la création.

    Dans l'histoire de la création, il y a 3 000 ans, Dieu provoqua un déluge pour anéantir l'humanité corrompue. Il épargna un petit groupe d'humains (Noé et sa famille) et un couple de chaque espèce animale. Pour les créationnistes, les dinosaures auraient disparu durant le déluge et auraient donc été contemporains des premiers hommes.

    Pour bien comprendre les idées créationnistes, il faut se mettre à la place d'un chrétien convaincu de la véracité intégrale des textes bibliques. Pour lui, ces textes ont été directement inspirés par Dieu aux auteurs, en particulier le Livre de la Genèse qui décrit le commencement du Monde. Ces livres sont directement une révélation divine. Pour ce même chrétien, l e moindre verset de n'importe lequel des Livres de la Bible ne peut être mis en doute de quelques façons que ce soit.

    Les arguments principaux des créationnistes contre l'évolution consiste à dire que l'on n'observe pas d'évolution chez les animaux durant toute la période des temps historiques, que l'on manque de fossiles pour prouver l'évolution graduelle et qu'il existe des animaux vieux de millions d'années et qui n'ont jamais évolué comme le coelacanthe. Donc la théorie de l'évolution est caduque et seule une Création divine est en mesure d'expliquer l'existence des différentes espèces ! Pour eux seule la Terre a bénéficié du miracle de la vie, la probabilité d'apparition spontanée de la vie sur une autre planète étant " démontrée " infime.




  2. LE TRANSFORMISME DE Jean-Baptiste Lamarck : (Naturaliste français, 1744-1829) :

    Modification des organes Embryon Jean-Baptiste Lamarck
    Le transformisme Embryon J.B. Lamarck


    Ce naturaliste croyait que le milieu engendrait des besoins. Ces besoins entraînaient le développement des organes utilisés ou la régression des organes non utilisés. Lamarck croyait également que les modifications des organes étaient transmissibles aux descendants. Pour Lamarck, l'évolution des espèces est un fait avéré.

    Cette théorie avait le mérite d'être la première ébauche du concept d'évolution des espèces. Mais ses idées novatrices subirent de nombreuses attaques. Religieux et fixistes se liguèrent contre le naturaliste. Lamarck mourut en 1829 sans que ses travaux ne soient reconnus par la communauté scientifique et ce n'est que soixante ans plus tard que le "lamarckisme" prit réellement son essor.


    L'évolution du cou des girafes selon Lamarck
    LE MILIEU ENGENDRE DES BESOINS MODIFICATION DES ORGANES TRANSMISSION DES MODIFICATIONS
    Les feuilles se retrouvent dans le haut des arbres. Les girafes ont besoin d'un long cou pour les atteindre. Les girafes s'étirent le cou tous les jours et le cou fini par s'allonger. Les girafes transmettent à leurs descendants un cou plus long.

    Les arguments en faveur de Lamarck

    1. Un grand nombre de plantes et d'animaux sont issus de la sélection d'individus lors de l'élevage agricole.
    2. On constate lors du développement de certains embryons la présence d'organes qui ne sont plus présents à l'âge adulte.
    3. La présence d'organes atrophiés et inutilisés chez plusieurs animaux.

    Les arguments en défaveur de Lamarck

    1. Pour Lamarck, les modifications dues à l'utilisation ou à la non utilisation d'un organe chez un vivant sont transmissibles à ses descendants. On observe que ces modifications ne sont pas héréditaires.
    2. La paléontologie a démontré l'extinction d'un grand nombre d'espèces. Pour Lamarck, les espèces ne s'éteignent pas, elles se modifient en d'autres espèces. Selon la théorie de Lamarck, une espèce peut modifier ces organes afin de satisfaire ses besoins et survivre.




  3. LA THÉORIE DE L'ÉVOLUTION DE Charles Darwin : (Naturaliste anglais 1809-1882) :

    Variation Biologique Sélection naturelle Charles Darwin
    Variation biologique Sélection naturelle Charles Darwin


    Charles Darwin fit un voyage d'étude de cinq ans sur le Beagle, il parcourut de nombreuses îles dont les fameuses Îles Galapagos. Il observa durant son voyage qu'il existait de grandes similitudes entre les différentes espèces et nota également l'existence de variations biologiques dans une population de la même espèce.

    Il conclut que certaines variations biologiques procuraient un avantage à certains individus lorsque la compétition pour la survie (nutrition, habitat, reproduction) était grande. Les individus possédant les variations biologiques les mieux adaptées survivaient et se reproduisaient en plus grand nombre.

    Il nomma la compétition pour la survie : sélection naturelle.

    En 1859, il présenta ses résultats de recherche en publiant THE ORIGIN OF SPECIES. Au même moment un autre naturaliste anglais, Alfred Wallace, en faisait autant sur le même sujet. Les travaux de Wallace et de Darwin aboutissaient aux mêmes conclusions.


    L'évolution du cou des girafes selon Darwin
    VARIATION BIOLOGIQUE SÉLECTION NATURELLE SUCCÈS REPRODUCTEUR
    Il existe dans une population de girafes diverses longueurs de cou. Les girafes avec un long cou se nourrissent et survivent plus facilement. Les girafes ayant un long cou se reproduisent en plus grand nombre et transmettent à leurs descendants cette variation positive.

    Les arguments en faveur de Darwin

    1. L'évolution est un phénomène très lent qui en général ne peut être observé sur la durée de la vie d'un homme. Cependant on connaît quelques cas observables.
    2. On observe facilement la variation biologique dans une population.
    3. L'homme peut contrôler la sélection naturelle dans ses troupeaux d'élevages.

    Les arguments en défaveur de Darwin

    1. Cette théorie n'explique pas la provenance des variations biologiques. À cette époque on ne connaît pas l'ADN.
    2. Darwin a décrit une évolution graduelle, procédant par petites modifications. De très nombreuses formes intermédiaires devraient donc exister. Or, les fossiles ne les montrent pas. Coelacanthe
    3. Un poisson nommé coelacanthe, que l'on croyait disparu depuis des millions d'années, n'a pratiquement pas évolué depuis ce temps. Il s'agit d'un véritable fossile vivant qui selon la théorie de Darwin aurait dû disparaître à défaut d'évoluer.
    4. La théorie de Darwin n'explique pas la persistance ou la réapparition de certaines variations pourtant nuisibles et même mortelles (albinisme, hémophilie, daltonisme, etc.)




  4. LA THÉORIE MODERNE DE L'ÉVOLUTION : :

    ADN Mutation chromosomique Mutant
    ADN Mutation chromosomique Mutant


    Il s'agit de la théorie de Darwin avec en plus des notions de génétique. L'ADN est la clé de toutes transformations. Les mutations (modification de l'ADN) sont responsables des variations biologiques dans une population d'une même espèce. Si une mutation permet à l'individu d'être plus concurrentiel face à la sélection naturelle, on pourra observer l'augmentation des mutants. Le succès reproducteur du mutant est essentiel pour que la mutation subsiste dans la population. Les mutations sont transmissibles aux descendants puisqu'elles sont inscrites sur l'ADN.


    L'évolution du cou des girafes selon la théorie moderne de l'évolution.
    MUTATIONS SÉLECTION NATURELLE SUCCÈS REPRODUCTEUR
    Une mutation apparaît dans l'ADN d'une girafe et a pour conséquence la formation d'un individu avec un long cou. Les girafes avec un long cou se nourrissent et survivent plus facilement. Les girafes ayant un long cou se reproduisent en plus grand nombre et transmettent à leurs descendants cette variation positive.

    Les mutations :

    Modification au hasard de la structure d'un gène ou d'un chromosome généralement lors de la mitose ou de la méiose qui entraîne une modification du ou des caractères touchés.

    Les mutations apparaissent au hasard parmi les individus d'une population. Généralement, une mutation se produit durant la division cellulaire mais elle peut également être induite par un rayonnement radioactif ou le contact prolongé avec certaines substances.

    1. Les mutations géniques : Mutations géniques

      Modification de la structure d'un gène qui entraîne une modification mineure sur un seul caractère. Il s'agit d'une modification dans la séquence des bases azotée sur la molécule d'ADN. Ces mutations comme la perte ou la permutation de bases azotées ne touche qu'un seul gène.

      Les mutations géniques entraînent la falsification des informations nécessaires à la fabrication de protéines. Habituellement ces mutations ont peu d'impact sur la morphologie et la survie d'un individu. On connaît malgré tout quelques mutations géniques gênantes et même mortelles chez l'humain : le daltonisme, l'hémophilie et les doigts de pied palmés.

    2. Les mutations chromosomiques :

      Modification de la structure d'un chromosome lors de la mitose ou de la méiose qui entraîne une modification majeure sur des milliers de caractères.

      Les mutations chromosomiques engendrent des modifications importantes sur les chromosomes. Le résultat de ces modifications est souvent la mort de l'individu. Si au contraire l'individu survit alors les changements morphologiques peuvent être spectaculaires.

      Les types de mutations chromosomiques :

      • INVERSION :

        L'inversion des gènes 2 et 3 (milliers de bases azotées) sur un chromosome.

        Inversion chromosomique
      • DÉLÉTION :

        Les gènes 1 et 2 sont perdus par le chromosome.

        Délétion chromosomique
      • FUSION :

        On observe la fusion de deux chromosomes. On pense que cette mutation est à l'origine de la différentiation entre l'homme et le singe. En effet, le chromosome humain no. 2 pourrait être issu de la fusion des deux petits chromosomes 2p et 2q que l'on retrouve chez les grands singes.

        Fusion chromosomique

      • TRANSLATION RÉCIPROQUE :

        Lors d'une translation, deux chromosomes s'échangent des gènes à tour de rôle. À la fin on obtient deux nouveaux chromosomes.

        Translation chromosomique

    Les notions de génétique :

    Chromosomes homologues

    La théorie moderne de l'évolution est née de la fusion de la théorie de Darwin et des récentes découvertes en génétique. Maintenant, nous pouvons expliquer la persistance de certains gènes mutants nuisibles par le fait qu'ils se cachent derrière des gènes fonctionnels chez les individus hétérozygotes (Cc) sous une forme récessive.



    La loi de Hardy-Weinberg :

    L'homme a-t-il réussit à contrôler sa propre évolution ? Les chercheurs Hardy et Weinberg ont risqué une réponse en publiant un texte qui fait maintenant office de loi.

    Il n'y aura pas d'évolution si les trois conditions suivantes sont respectées.

    Une population qui respect ces trois conditions n'évolue pas et le pool génétique reste inchangé.


    Les arguments en faveur de la théorie moderne.

    1. Les mutations expliquent les variations biologiques chez une population de la même espèce.
    2. L'évolution est démontrée par la variété des fossiles retrouvés.
    3. Les mutations géniques et chromosomiques peuvent expliquer l'évolution graduelle et l'évolution par sauts.
    4. La théorie explique la persistance ou la réapparition de certaines variations nuisibles et même mortelles (albinisme, hémophilie, daltonisme, etc.)
    5. La théorie moderne de l'évolution explique certains cas récents d'évolution comme la résistance des bactéries.

    Les arguments en défaveur de la théorie moderne.

    1. Encore une fois, le coelacanthe vient remettre en cause une théorie sur l'évolution. Il ne respecte pas les conditions de la loi de Hardy / Weinberg et n'a pratiquement pas évolué depuis 300 millions d'années. Ce fossile vivant fait cependant la joie des tenants du créationnisme qui relatent sans cesse sa présence comme étant une création de Dieu.

Objectif
intermédiaire
14.2 À partir de ces théories, construire des scénarios plausibles de l'évolution d'un vivant.


LES SCÉNARIOS D'ÉVOLUTION SELON LES DIFFÉRENTES THÉORIES

Récemment, on a observé que plusieurs souches bactériennes ont acquis une résistance aux antibiotiques. Ces souches semblent provenir de l'Asie, plus précisément des villes où il y a une forte concentration de prostituées. Les prostituées asiatiques sont continuellement en contact avec les bactéries liées aux maladies sexuelles. Pour se protéger des infections, elles consomment de grandes quantités d'antibiotiques quotidiennement.

La résistance des bactéries selon Lamarck
LE MILIEU ENGENDRE DES BESOINS MODIFICATION DES ORGANES TRANSMISSION DES MODIFICATIONS
Les bactéries vivent dans un environnement saturé d'antibiotique. Ils ont besoin d'une enveloppe gélatineuse plus épaisse pour résister aux antibiotiques. Leur enveloppe gélatineuse s'épaissit pour mieux résister aux antibiotiques. Lorsque les bactéries se reproduisent, elles transmettent à leur descendance l'enveloppe gélatineuse plus épaisse.

La résistance des bactéries selon Darwin
VARIATION BIOLOGIQUE SÉLECTION NATURELLE SUCCÈS REPRODUCTEUR
On observe une variation dans l'épaisseur de l'enveloppe gélatineuse dans la population de bactéries. Les bactéries qui ont les enveloppes gélatineuses les plus épaisses résistent mieux aux antibiotiques et survivent en plus grand nombre. Les bactéries avec les enveloppes gélatineuses les plus épaisses se reproduisent en plus grand nombre et transmettent cette mutation à leurs descendants.

La résistance des bactéries selon la théorie moderne de l'évolution.
MUTATIONS SÉLECTION NATURELLE SUCCÈS REPRODUCTEUR
Une mutation apparaît par hasard dans la population de bactéries qui engendre une bactérie avec une enveloppe gélatineuse épaisse. Les bactéries qui ont les enveloppes gélatineuses les plus épaisses résistent mieux aux antibiotiques et survivent en plus grand nombre. Les bactéries avec les enveloppes gélatineuses les plus épaisses se reproduisent en plus grand nombre et transmettent cette mutation à leurs descendants.


Objectif
intermédiaire
14.3 Identifier des facteurs pouvant influencer l'évolution d'une espèce.


LES MOTEURS DE L'ÉVOLUTION

FACTEURS GÉNÉTIQUES : Mutations

L'apparition de mutations, au hasard dans une population, augmente la diversité intraspécifique. Si la diversité augmente chez une espèce, il est probable que l'évolution sera accélérée. L'évolution d'une espèce réside dans la sélection des meilleures mutations.

Australie = Isolement

FACTEURS GÉOGRAPHIQUES : Isolement

L'isolement d'une population élimine le hasard de l'accouplement. L'évolution sera plus prononcée et donnera des individus très différents. On retrouve des espèces animales uniques dans certains sites isolés comme les îles des caraïbes, les îles Galapagos et l'Australie.




FACTEURS ÉCOLOGIQUES : Habitat (compétition, prédation, habitat, reproduction)

Prédation

La survie d'un individu est liée à sa capacité de se nourrir et de se protéger. La survie d'une espèce est liée à la capacité de ses membres de se reproduire avec succès. La sélection naturelle jugera chaque adaptation ou chaque comportement des membres d'une population en fonction de leurs succès face aux changements de l'habitat, à la compétition, à la prédation, à la nourriture et à la reproduction. Seul les adaptations susceptibles d'améliorer la survie de l'espèce seront retenues par la sélection naturelle.



Objectif
intermédiaire
14.4 Dégager, à partir de l'étude de cas, l'importance du processus d'adaptation dans les mécanismes de l'évolution.


HYRACOTHERIUM

L'ÉVOLUTION DU CHEVAL

HYRACOTHERIUM (EOHYPPUS)

L'évolution du cheval commence en Amérique du Nord et en Eurasie, il y a environ 55 - 45 millions d'années, par un petit mammifère de la taille d'un renard. Il possède 4 doigts aux pattes avant et trois aux pattes arrières. Ses dents sont semblables aux mammifères, il mange des feuilles tendres.



MESOHIPPUS

MESOHIPPUS

Il y a 40 - 25 millions d'années, le Mesohippus remplace l'Hyracotherium dont il est issu. Il est plus grand que son ancêtre et possède 3 doigts par pattes. Ces dents se modifient. Des troupeaux de Mesohippus traversent en Eurasie et les représentants qui restent en Amérique disparaissent à cause du climat froid.



MERYCHIPPUS

MERYCHIPPUS

Le Merychippus apparaît il y a 25 - 5 millions d'années. Ses dents forment de hautes couronnes pour pouvoir brouter de l'herbe plutôt que des feuilles. Les pattes présentent maintenant un petit sabot primitif surmonté de 2 doigts inutiles. Il vit dans les plaines sur le sol dur. Il mesure maintenant 35 pouces de longs.



PLIOHIPPUS

PLIOHIPPUS (5-2 millions d'années)

Ce descendant du Merychippus se répand en Europe, en Asie, en Afrique et retourne en Amérique. Il est le premier à avoir un vrai sabot et sa dentition est très proche de nos chevaux modernes. Il s'agit du grand-père du cheval moderne.



EQUUS (1.5 millions d'années à aujourd'hui)

Il s'agit du cheval moderne et c'est l'explosion démographique. Son sabot est plein et ses dents sont longues pour assumer l'abrasion du sable à travers les herbes. Il se développe sur tous les continents. Il disparaît à nouveau en Amérique il y a 8 000 ans à cause du climat et probablement de l'homme. Le cheval sera domestiqué au cours des 4 000 dernières années.


Âne Zèbre Cheval
Âne
Equus asinus
Zèbre
Equus burchelli
Cheval
Equus caballus




RETOUR AU PROGRAMME