L'Évolution Biologique : Preuves et Mécanismes Clés

Les Preuves de l'Évolution Biologique

L'évolution biologique est probablement le processus le plus important qui affecte toutes les créatures vivantes sur Terre. Ce processus n'est cependant pas directement observable chez certains êtres vivants, car il s'agit d'un phénomène qui dure beaucoup plus longtemps et prend des milliers ou des millions d'années à se manifester. Néanmoins, c'est un processus irréversible qui a commencé avec l'apparition de la vie et n'a rien perdu de sa vigueur depuis.

Nous pouvons être certains de l'existence de ce processus dans le passé, car, comme nous l'avons vu, l'évolution ne peut être prouvée à l'heure actuelle en raison de son extrême lenteur. Cette certitude peut être obtenue à partir d'une série d'éléments qui prouvent son existence.

Les Preuves Biogéographiques

Ces preuves sont trouvées dispersées partout dans le monde. Elles consistent en l'existence de groupes d'espèces plus ou moins similaires et apparentées, vivant dans des lieux reliés entre eux par leur proximité, leur emplacement ou leurs caractéristiques (par exemple, un ensemble d'îles où chaque groupe d'espèces a su s'adapter aux conditions spécifiques).

L'explication évolutive est que toutes ces espèces proches proviennent d'une seule espèce ancestrale qui a donné naissance à toutes les autres, à mesure que de petits groupes d'individus s'adaptaient aux conditions d'un lieu particulier, différentes de celles d'autres endroits.

Des exemples typiques incluent :

• Les pinsons des Galapagos, étudiés par Darwin.
• Les Drepano (oiseaux des îles Hawaï).
• Les grands oiseaux incapables de voler répartis dans l'hémisphère sud : les nandous sud-américains, les autruches en Afrique, l'oiseau-éléphant de Madagascar (éteint), le casoar et l'émeu en Australie, ou le moa géant de la Nouvelle-Zélande (également éteint).

Les Preuves Paléontologiques

L'étude des fossiles nous donne une idée très directe des changements subis par les espèces pour se transformer les unes dans les autres. Il existe de nombreuses séries de fossiles de plantes et d'animaux qui nous permettent de reconstituer la manière dont ils se sont adaptés aux conditions environnementales changeantes.

Exemples :

• La transition des reptiles aux oiseaux, en passant par l'Archaeopteryx.
• L'évolution des chevaux pour s'adapter aux grandes plaines ouvertes.

Les Preuves Anatomiques

L'anatomie fournit peut-être le plus d'informations, car elle est le reflet direct des adaptations à l'environnement.

Organes Rudimentaires (Vestigiaux)

Chez de nombreux êtres vivants, il existe des organes atrophiés non fonctionnels, qui étaient parfaitement fonctionnels chez les ancêtres, mais qui, au fil des générations, ne sont plus utiles. Ces organes sont appelés organes rudimentaires.

Exemples :

• Chez l'homme : l'appendice, les dents de sagesse, les poils corporels ou le coccyx.
• Chez d'autres animaux : les vestiges de la cheville chez les baleines, les os de la jambe chez les pythons, les vestiges de doigts chez les chevaux, et les ailes vestigiales chez les autruches et les manchots.

Organes Homologues et Divergence Adaptative

L'étude de l'anatomie des différentes espèces montre que beaucoup sont très similaires. Les espèces évolutivement proches, séparées par une adaptation différente à des milieux différents, possèdent des organes et des structures anatomiquement très semblables car ils ont la même origine évolutive, mais des fonctions différentes. Ce sont les organes homologues.

Exemple : L'aileron d'un dauphin et l'aile d'une chauve-souris sont des organes internes avec la même structure de base, mais l'un sert à la nage et l'autre au vol.

Les organes homologues représentent la divergence adaptative, par laquelle les êtres vivants modèlent la forme de leur corps en fonction de leur mode de vie et de l'environnement.

Organes Analogues et Convergence Adaptative

Il existe également des espèces évolutivement éloignées qui doivent s'adapter au même environnement et développent par conséquent des structures similaires, sans lien évolutif commun. Ce sont les organes analogues, qui sont des modèles anatomiques ayant réussi dans un contexte donné et imités par plusieurs espèces.

Exemple : L'aile d'un insecte et l'aile d'un oiseau.

Les organes analogues représentent la convergence adaptative, par laquelle les êtres vivants répètent des formules et des modèles qui ont été couronnés de succès.

Les Preuves Embryologiques

Liée aux preuves anatomiques, l'étude des embryons de vertébrés nous donne un aperçu intéressant sur le développement progressif des groupes d'animaux. Les premières étapes de ce développement sont les mêmes pour tous les vertébrés, rendant impossible de les différencier. Ce n'est qu'en avançant dans le processus que chaque groupe de vertébrés possède un embryon différent du reste, les embryons étant d'autant plus similaires que les espèces sont étroitement apparentées.

C'est ce que Haeckel a résumé en disant : « L'ontogenèse récapitule la phylogénie. »

Les Preuves Biochimiques

La dernière preuve, et la plus probante, consiste à comparer certaines molécules présentes chez tous les êtres vivants. Les différences entre ces molécules sont d'autant plus petites que les différences de développement entre leurs propriétaires sont faibles, et vice versa. Cette comparaison est principalement effectuée avec des protéines (par exemple, les protéines sanguines) et l'ADN.

Le Fonctionnement de l'Évolution

Les êtres vivants sont ce qu'ils sont grâce à l'information génétique enregistrée dans leurs cellules. Cette information peut être influencée par le contexte dans lequel nous vivons, ce qui peut modifier l'information génétique au cours de la vie d'un être vivant. Cependant, les changements acquis ne seront jamais transmis à nos descendants ; la seule chose que nous transmettons à nos enfants, ce sont nos gènes.

L'Information Génétique et la Variation

L'information génétique et l'environnement sont à la base de l'évolution. En principe, les êtres vivants de la même espèce et de la même population devraient avoir une information génétique identique (les mêmes gènes et les mêmes allèles). La question est : pourquoi des individus différents apparaissent-ils au sein des populations au fil du temps ?

La réponse se trouve dans les mutations génétiques. Une mutation modifie suffisamment un gène pour qu'il reste le même gène, mais qu'il entraîne un caractère légèrement différent, devenant ainsi un nouvel allèle. Par exemple, les ours n'avaient que l'information pour les poils courts, mais une mutation fait apparaître un allèle qui porte l'information pour des poils un peu plus longs.

Adaptation et Sélection Naturelle

Lorsqu'un être vivant naît, il développe une série de caractères pour lesquels il possède l'information génétique, et ces caractères sont façonnés par l'environnement dans lequel il vit.

Cette capacité à vivre mieux ou moins bien est ce que nous appelons l'adaptation à l'environnement. Celui qui est le mieux adapté vivra mieux, se nourrira bien, échappera aux prédateurs, vivra plus longtemps et, par conséquent, aura plus de descendants. C'est la Survie du Plus Apte (Survival of the Fittest).

Les êtres les mieux adaptés à leur environnement laissent plus de descendants à la génération suivante. Inversement, les individus moins bien adaptés vivent moins longtemps et laissent moins de descendants. Après plusieurs générations, leurs gènes ont tendance à disparaître, ne laissant que les gènes qui offrent le meilleur ajustement. C'est-à-dire que la nature sélectionne les meilleurs gènes pour un environnement particulier : c'est la Sélection Naturelle.

Si, à un moment donné, il y a un changement durable dans l'environnement dans lequel vit la population, la sélection naturelle agira en favorisant ceux qui étaient auparavant désavantagés. Après de nombreuses générations, la population aura évolué, caractérisée par les traits les plus adaptés au nouvel environnement (par exemple, des ours à poil long dans un climat froid).

Les Forces Évolutives

La principale force de l'évolution est la mutation génétique, responsable de la majeure partie de la variabilité génétique des populations. Cependant, d'autres forces évolutives importantes agissent également :

• La reproduction sexuée, qui mélange les gènes et les allèles chez les individus.
• Le nombre d'individus dans la population : si la population est très faible, les changements génétiques se produisent plus rapidement (phénomène de dérive génétique).
• Les mouvements de population (migration), qui modifient l'ensemble des gènes et des allèles de la population.
• La sélection naturelle, qui sélectionne les combinaisons génétiques les plus favorables à l'environnement, augmentant ainsi l'efficacité biologique des individus les mieux adaptés.

Microévolution et Macroévolution

La sélection naturelle agit parfois en favorisant des allèles qui entraînent des changements majeurs dans les populations. Avec le temps, de nouvelles espèces peuvent apparaître, semblables aux précédentes (ce que nous appelons la microévolution), ou de nouveaux groupes d'êtres vivants, complètement différents, tandis que les espèces antérieures risquent de disparaître (ce qu'on appelle la macroévolution).

Tout dépend des mutations qui donnent naissance à de nouveaux allèles ou de nouveaux gènes, suggérant l'existence de caractères très différents de ceux existants, et que ces caractères différents sont choisis car ils signifient une meilleure adaptation à l'environnement.

La Spéciation

Lorsqu'une population modifie son information génétique par des mutations, la combinaison de la reproduction sexuée et de la sélection naturelle favorise de nouvelles combinaisons génétiques. Éventuellement, la population cesse d'appartenir à l'espèce d'origine et devient une nouvelle espèce : c'est la spéciation.

Ce processus est-il lent et progressif, comme le soutiennent les darwinistes et néo-darwinistes, ou est-il rapide et intense, comme le proposent les « saltationnistes » (théorie de l'équilibre ponctué) ?