Exploration de la Théorie de l'Évolution

Qu'est-ce que la théorie scientifique capable de surmonter chacune des fausses idées suivantes ?

(Que personne n'ait vu d'autres espèces changer est une preuve supplémentaire que ce changement ne se produit pas).

(Les continents ne bougeaient pas, mais il faudrait le remarquer).

Surmonter le fixisme biologique

La théorie possible de surmonter la fixité biologique est l'évolution (darwinisme). L'erreur d'observation du fixisme est liée à l'âge de la Terre et à la notion de temps géologique. Ce n'est que lorsque nous avons commencé à considérer une Terre de plusieurs millions d'années que nous avons eu suffisamment de temps pour ouvrir la voie aux processus évolutifs.

Surmonter le fixisme géologique

La théorie possible de surmonter la fixité géologique (l'immobilité des continents) a été d'abord la "dérive des continents" de Wegener, et enfin la théorie de la tectonique des plaques. L'erreur d'observation dans ce cas était également associée au temps géologique : le déplacement des continents se produit à un rythme suffisamment lent pour être imperceptible, sauf avec des mesures satellites précises.

Preuves erronées du fixisme

L'observation de peintures de l'Égypte ancienne montrant des oiseaux qui semblent avoir une apparence identique aujourd'hui a été utilisée par Cuvier comme un argument en faveur du fixisme, une erreur que Cuvier soutenait avec ces "preuves". Dans l'observation de Cuvier est impliquée l'idée d'une Terre âgée d'environ 6000 ans, pour laquelle les 3000 années écoulées depuis ces représentations représentent la moitié du temps disponible pour des changements dans les espèces.

Génotype et phénotype

Votre génotype est-il le même qu'il y a 10 ans ? Qu'en est-il de votre phénotype ?

Le génotype lui-même est le même que vous aviez il y a 10 ans, mais le phénotype peut avoir changé.

Lamarckisme et branchies

Certains films racontent l'histoire de personnes vivant en permanence dans un milieu aquatique et finissant par développer des branchies. Est-ce vrai ?

Quel serait l'avis d'un lamarckien sur cette histoire ?

Un lamarckien dirait que oui, si plusieurs générations vivaient dans ces conditions, la vie dans l'eau générerait le besoin d'un changement dans le système respiratoire pour s'adapter aux nouvelles conditions, entraînant l'apparition de branchies.

Activité 5: Évolution des coléoptères par sélection naturelle

Décrivez les processus qui se produisent dans chacune des images :

1. Dans une population de coléoptères bruns, un coléoptère vert apparaît.
2. Comme les insectes vivent sur des feuilles vertes, ceux qui imitent la couleur (les verts) sont moins détectés par les prédateurs, qui mangent plus facilement les bruns.
3. Le meilleur taux de survie des coléoptères verts fait que leur nombre commence à égaler celui des bruns.
4. Les coléoptères verts deviennent les plus fréquents dans la population.

Associez chaque image aux concepts de base de la théorie de Darwin qu'elle représente :

• Image 1 : Montre la variation entre les individus d'une population.
• Image 2 : Montre que tous les individus ne sont pas capables de survivre, et que la sélection naturelle favorise les mieux adaptés.
• Images 3 et 4 : Ceux qui survivent sont ceux qui ont des descendants et transmettent leur variant avantageux, de sorte que la population évolue progressivement.

Quelle aurait été l'évolution de cette population de coléoptères s'ils se nourrissaient sur des feuilles brunes ?

La sélection aurait été inverse, les coléoptères verts auraient été éliminés.

Si une population de coléoptères préfère les feuilles vertes et une autre les feuilles séchées (brunes), quelle serait l'évolution de la couleur ?

Dans ce cas, les individus qui préfèrent les feuilles vertes deviendraient verts, tandis que ceux qui préfèrent les feuilles séchées deviendraient bruns.

Est-il possible qu'un changement soit avantageux dans un environnement et désavantageux dans un autre ?

Oui, il est possible qu'un changement soit favorable dans un environnement et défavorable dans un autre. L'exemple des coléoptères est pertinent.

Activité 6: Évolution des mammifères marins

Tous les membres antérieurs des ancêtres des dauphins sont-ils devenus des nageoires ?

Les membres antérieurs des dauphins sont devenus des nageoires. Les membres postérieurs, cependant, se sont atrophiés, et la nageoire caudale s'est nouvellement formée, tout comme la dorsale.

Quelles sont les similitudes et les différences entre les processus d'évolution des dauphins et des otaries ?

Dans les deux cas, il y a une adaptation évolutive à l'environnement aquatique, avec la formation de nageoires et l'adoption d'une forme fusiforme qui améliore la mobilité dans l'eau. Cependant, le processus suivi est différent : chez le phoque, tous les membres sont transformés en nageoires, ce qui n'est pas le cas chez le dauphin.

En d'autres termes : le même problème (le besoin de se déplacer avec agilité dans l'environnement aquatique) est résolu de deux manières différentes, ce qui montre que le résultat d'un processus évolutif n'est jamais intentionnel.

Activité 7: Résistance aux fongicides : Lamarck vs Darwin

Un champignon parasite attaque les tomates. Un produit chimique (fongicide) est utilisé pour l'éliminer, mais le produit devient moins efficace et doit éventuellement être remplacé par un autre.

Expliquez ce fait du point de vue lamarckien et darwinien.

• Un lamarckien dirait que la présence du fongicide a conduit les champignons à développer progressivement des changements qui leur ont permis de s'adapter et de devenir résistants. Les champignons se sont "habitués" au fongicide.
• Un darwinien dirait qu'au sein de la population initiale de champignons, il y avait quelques individus rares naturellement résistants au fongicide. Jusque-là, c'était une variation neutre, c'est-à-dire qu'elle ne conférait ni avantage ni inconvénient. La présence du fongicide introduit un nouveau critère de sélection qui rend les individus possédant cette variation plus aptes à survivre et à avoir une descendance, augmentant ainsi le pourcentage de champignons résistants dans la population.

Activité 8: Modèles d'évolution : Gradualisme vs Équilibre ponctué

Lequel de ces deux arbres représente une évolution progressive et lequel suit le modèle de l'équilibre ponctué ?

L'arbre de gauche représente une évolution progressive, tandis que celui de droite représente le modèle de l'équilibre ponctué.

Quelle espèce a été la plus stable ?

L'espèce D a été la plus stable.

Quelle espèce a le plus de parenté avec l'espèce B ?

L'espèce la plus étroitement liée à B est l'espèce C.

Quelles espèces désignées par des lettres sont maintenant éteintes et lesquelles ne le sont pas ?

Les espèces éteintes sont G et F. Les espèces non éteintes sont A, B, C, D et E.

Activité 9: Stabilité des espèces et équilibre ponctué

Parmi les espèces vivantes comme le nautile, y en a-t-il qui sont restées stables pendant des millions d'années ? Quelle théorie de l'évolution explique cela le mieux : la synthèse moderne ou l'équilibre ponctué ?

Oui, il existe des espèces comme le nautile qui sont restées stables pendant des millions d'années.

La théorie de l'équilibre ponctué l'explique le mieux. Elle propose un processus évolutif avec de longues périodes de stabilité (stase), suivies de courtes périodes de changements rapides.

Activité 10: Arbre phylogénétique et parenté

Sur cet arbre phylogénétique de mouches, où se situe la variable temps ?

La variable temps se situerait sur l'axe des ordonnées.

Où situeriez-vous l'ancêtre commun de ces trois espèces ?

Le dernier ancêtre commun se situerait au point de divergence des branches menant aux différentes espèces de drosophiles. En dessous de ce point, tous les ancêtres sont communs à ces espèces, tandis qu'au-dessus, ils ne le sont pas.

Quelle espèce a le plus grand degré de parenté avec D. melanogaster ?

D. dentissima.

Activité 11: Spéciation et isolement géographique

Si deux populations d'une même espèce sont géographiquement éloignées, cela peut-il influencer le processus de spéciation en raison de critères de sélection naturelle différents ?

Oui, car l'environnement peut être différent, et une mutation peut être favorable dans un environnement et défavorable dans un autre. De plus, les communautés écologiques étant différentes, les organismes seront soumis à des pressions de sélection différentes (prédation, compétition, parasitisme, etc.).

Activité 13: Empreintes de Laetoli et bipédie

Quelles différences observe-t-on entre les empreintes de Laetoli et celles d'un chimpanzé ?

Les empreintes de Laetoli sont beaucoup plus semblables à celles de l'homme moderne qu'à celles d'un chimpanzé. Le gros orteil n'est pas écarté des autres doigts et s'étend vers l'avant ; il est aligné avec le reste des orteils.

Croyez-vous que ces différences confirment que cet hominidé était bipède ?

Les paléoanthropologues ne doutent pas que l'hominidé de Laetoli marchait debout.

Activité 14: Homo floresiensis : Hominidé ? Différences H. erectus

Quelles données soutiennent que l'Homme de Florès est considéré comme un hominidé ? Quelles sont les différences par rapport à H. erectus ?

L'Homme de Florès utilisait des outils en pierre et était bipède ; il ne fait aucun doute qu'il était un hominidé. Sa taille est plus petite que celle de H. erectus, et sa capacité crânienne l'était aussi.

Activité 23: Définition de l'espèce et isolement reproductif

Selon ces résultats, ces deux populations appartiennent-elles à la même espèce ? Pourquoi ?

Oui, car il y a eu des croisements entre elles. Bien que rien ne soit dit sur la descendance de ces croisements, la formulation implique que la descendance des croisements entre individus des deux populations était fertile.

Combien d'accouplements ont eu lieu entre mâles et femelles de la même population ? Et entre populations différentes ?

Les accouplements entre mâles et femelles de la même population ont été 602, tandis que ceux entre mâles et femelles de populations différentes ont été 302.

Que peut-on déduire de cette différence ? Que se serait-il passé si les populations avaient été séparées plus longtemps ?

Ces différences indiquent que des changements sont apparus dans les préférences ou le degré d'affinité entre les deux populations. Si la séparation avait été maintenue plus longtemps, on peut s'attendre à ce que ces différences s'accentuent et, par conséquent, qu'un isolement reproductif se produise entre elles.

Activité 25: Locomotion bipède : Anatomie de Lucy

(Singe ou humain) Comparez la disposition des membres. À qui associeriez-vous Lucy ?

À l'image de droite (humain).

Quels changements anatomiques sont liés à l'adaptation à la locomotion bipède ?

La position debout a entraîné des modifications dans la position du trou occipital, des changements dans la disposition du bassin (hanche) représentés par les images de cette activité, et des changements dans le pied (étirement et alignement du gros orteil avec les autres orteils).

Activité 26: Parenté oiseaux-dinosaures et Archaeopteryx

Les dinosaures sont-ils des oiseaux ? Triez par degré de parenté avec les oiseaux modernes : sauropodes, ptérosaures et crocodiles.

Les oiseaux sont des dinosaures (théropodes).

Du plus proche au moins proche parent des oiseaux modernes (parmi la liste donnée) : Sauropodes, Ptérosaures, Crocodiles.

Quels dinosaures marchaient avec leurs pattes arrière orientées comme celles d'un oiseau (sous le corps, plutôt que sur les côtés) ?

Ce seraient les Ornithischiens, les Sauropodes et les Théropodes, bien que certains auteurs incluent aussi Archaeopteryx et les oiseaux modernes.

Trouvez des informations sur Archaeopteryx et résumez ses caractéristiques semblables aux oiseaux modernes et aux reptiles.

Archaeopteryx a vécu au Jurassique, avait la taille d'un pigeon. Ses membres antérieurs étaient transformés en ailes, son corps était couvert de plumes, et il avait des griffes et un bec semblables à ceux des oiseaux modernes. Cependant, cet animal avait des dents, des ailes avec trois doigts griffus et une longue queue osseuse comme un lézard.