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LA THÉORIE DE L’ÉVOLUTIONLA THÉORIE DE L’ÉVOLUTION
1. Avant Darwin1.1 Historique de l’idée d ’évolution
1. Avant Darwin1.1 Historique de l’idée d ’évolution
24 novembre 1859 :
Charles Darwin
« L’origine des espèces par sélection
naturelle »
24 novembre 1859 :
Charles Darwin
« L’origine des espèces par sélection
naturelle »
Révolution:
• Philosophique
• Théologique
• Scientifique
Selon la théorie de l’évolution:Selon la théorie de l’évolution:• Les espèces se transforment au cours du temps, elles
évoluent.
• Il y a donc une « histoire » de la vie.
• Darwin propose une théorie pour expliquer ces transformations: Théorie de l ’évolution par sélection naturelle.
• La théorie de Darwin forme un tout cohérent et s’appuie sur l’ensemble des connaissances de l’époque en géologie et en biologie.
• La théorie sera rapidement acceptée par l’ensemble des biologistes.
• Les espèces se transforment au cours du temps, elles évoluent.
• Il y a donc une « histoire » de la vie.
• Darwin propose une théorie pour expliquer ces transformations: Théorie de l ’évolution par sélection naturelle.
• La théorie de Darwin forme un tout cohérent et s’appuie sur l’ensemble des connaissances de l’époque en géologie et en biologie.
• La théorie sera rapidement acceptée par l’ensemble des biologistes.
AVANT Darwin: Vision fixiste du monde et de la vieAVANT Darwin: Vision fixiste du monde et de la vie
Platon (~428 - ~348):
• Dualisme platonicien: monde réel et parfait des idées et monde illusoire, imparfait accessible à nos sens.
• Chaque individu d’une espèce est une copie imparfaite d ’un modèle parfait et immuable appartenant au monde des idées.
Aristote (~384 - ~322):
• Ne reprend pas le dualisme platonicien.
• Mais, les espèces sont éternelles, immuables.
• Les idées d’Aristote domineront la pensée judéo-chrétienne jusqu’au XIXe siècle
James Ussher (1580-1655)Pasteur anglican et primat d’Irlande
1650 : « Annales veteris testamenti, a prima mundi origene deducti »(Annales de l’Ancien Testament, retracées depuis l’origine du monde)
James Ussher (1580-1655)Pasteur anglican et primat d’Irlande
1650 : « Annales veteris testamenti, a prima mundi origene deducti »(Annales de l’Ancien Testament, retracées depuis l’origine du monde)
Dieu a créé le monde le :
dimanche 23 octobre 4004 av. JC à midi
Dieu a créé le monde le :
dimanche 23 octobre 4004 av. JC à midi
Vision fixiste du monde inspirée de la Bible
par opposition à la vision transformiste qui se développera au XIXe
Fin XVIIe et XVIIIe :
Étude des strates géologiques et des fossiles
Fin XVIIe et XVIIIe :
Étude des strates géologiques et des fossiles
Fossiles (du latin creuser)
= traces d’organismes vivants laissées dans les roches sédimentaires.
• Roches sédimentaires se forment par dépôts de particules en suspensions ou par précipitation de minéraux au fond d’un cours d’eau.
• Pression Solidification = Roche sédimentaire
• Successions marines (inondations, assèchements) ou modifications des dépôts Strates
Roches sédimentaires formant des strates superposées
Un organisme peut se fossiliser SI:Un organisme peut se fossiliser SI:
• Recouvert de sédiments avant d’être complètement décomposé (milieu aquatique).
• Absence d’oxygène.
• Molécules organiques progressivement remplacées par des dépôts minéraux modèle minéral de l’organisme mort
La fossilisation est un phénomène RARELa fossilisation est un phénomène RARE
Un dinosaure meurt sur le bord d'un cours d'eau.
Une crue saisonnière submerge la carcasse qui est rapidement recouverte de sédiments entraînés par les eaux.
La chair se décompose ne laissant que le squelette.
Lentement, au cours de millions d'années, la matière osseuse est remplacée par des minéraux dissous dans le sol. Le squelette se minéralise.
L'érosion peut éventuellement exposer le squelette minéralisé.
Plus la strate géologique est profonde, plus elle est ancienne.
Plus la strate géologique est profonde, plus elle est ancienne.
Récent
Ancien
Strates géologiques Histoire de la vieStrates géologiques Histoire de la vie
• Des strates les plus anciennes aux plus récentes: certaines espèces apparaissent, d’autres disparaissent.
• Plus la strate est ancienne, plus les formes fossiles sont différentes des espèces d’aujourd’hui.
• Les types de fossiles sont disposés dans le même ordre, partout dans le monde.
Formes les plus anciennes ne contiennent pas d’organismes complexes.
Certaines formes sont toujours au-dessus d’autres formes.
Succession des formes dans les strates est toujours la même partout dans le monde.
2. Le darwinisme2. Le darwinisme• Charles Darwin (1809 - 1882)
• Études en médecine (qu’il abandonne) puis en théologie et sciences naturelles.
• À 22 ans (1831) s’embarque sur le HMS Beagle.
Charles Darwin (1840)
HMS Beagle
• Voyage de 5 ans autour du monde:but = cartographier certaines régions peu connues.
• Au cours du voyage Darwin élabore sa théorie et recueille de nombreuses données pour l’étayer.
Au cours du voyage du beagle Darwin observe :Au cours du voyage du beagle Darwin observe :
• Espèces de régions différentes d’Amérique du Sud se ressemblent souvent entre elles.
• Espèces retrouvées dans un milieu particulier d’Amérique du Sud ressemblent plus aux espèces d’autres régions d’Amérique du Sud qu’aux espèces trouvées dans des milieux similaires sur d’autres continents.
• Fossiles d’Amérique du Sud ressemblent aux espèces actuelles d’Amérique du Sud.
• Îles possèdent des espèces uniques qui ressemblent à d’autres espèces du continent le plus proche.
Ex. Îles Galápagos (900 Km à l’Ouest de l’Amérique du Sud)
Retour du voyage : 1836
• Ne publie pas sa théorie, se contente d’en noter les grandes lignes.
• 1858 : lettre de Alfred Russel Wallace.
Expose sensiblement la même théorie.
• Le mois suivant : publication officielle de la théorie (cosignée Darwin-Wallace).
• 1859 : Publication de « L’origine des espèces par sélection naturelle ».
• Succès instantané de librairie.
• 10 ans plus tard, la théorie de Darwin est acceptée par la grande majorité des biologistes.
Alfred Russel Wallace
Théorie de DarwinThéorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
• Une morue peut pondre plus de 6 millions d’œufs.
• Si chacun de leurs descendants survivaient un seul couple d’éléphants pourrait engendrer 19 millions d’éléphants en 750 ans.
Théorie de DarwinThéorie de Darwin1. Sans limitation, une population s’accroît de façon
exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stablesDes facteurs limitants empêchent l’accroissement exponentiel.
Darwin s’était inspiré pour ce point d ’un ouvrage de l’économiste Thomas Malthus (1766-1834):
Thomas Malthus
La population humaine augmente plus vite que la production des ressources alimentaires.
Théorie de DarwinThéorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stablesDes facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel.
3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.
Théorie de DarwinThéorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stablesDes facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel.
3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.
4. Si une différence s’avère avantageuse face à l’environnement de l’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stablesDes facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel.
3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.
4. Si une différence s’avère avantageuse face à l’environnement de l’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE
Théorie de DarwinThéorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stablesDes facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel.
3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.
4. Si une différence s ’avère avantageuse face à l ’environnement de l ’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE
5. Le caractère avantageux a donc tendance à se répandre jusqu’à ce que ceux qui le possèdent surpassent et remplacent ceux qui ne l’ont pas.
Évolution de la girafe selon DarwinÉvolution de la girafe selon Darwin
• Girafes se nourrissent des feuilles des arbres.
• Si la nourriture est rare, les plus grands (cou et pattes) ont un net avantage sur les plus petits.
• Les plus grands ont plus de chances de survivre; plus de chances de se reproduire et de transmettre à leurs descendants leur grande taille.
• De génération en génération, il y a une SÉLECTION des plus grands.
• Avec le temps, il y a une tendance à l’allongement du cou et des pattes dans la population.
N.B. Darwin n'a jamais cité cet exemple, il connaissait trop peu ce cas. De plus, une autre explication est possible. Voyez-vous laquelle?
La phalène du bouleau (Biston betularia)
• Jusqu ’en 1848 (Angleterre), tous les spécimens connus = forme pâle
• À la fin du XIXe siècle, 98% des individus = forme mélanique
Forme pâle Forme mélanique
Forme pâle = bon camouflage sur les troncs d’arbres couverts de lichen.
Forme mélanique = bon camouflage sur les troncs dépourvus de lichens et noircis par la pollution.
À partir du milieu du XIXe siècle, la pollution a fait disparaître les lichens des arbres et la suie les a noircis.
• Dans les régions polluées, la sélection naturelle a remplacé les pâles par la forme mélanique en quelques années.
• Dans les régions où on a mis fin à la pollution, les pâles sont redevenus majoritaires.
La phalène du bouleau (Biston betularia)
Autres exemples :Autres exemples :• Résistance aux antibiotiques des bactéries
• Pinsons de l’île Daphne Major aux GalápagosLe pinson préfère manger des graines petites et tendres faciles à écraser.
Les années humides, ces graines sont assez abondantes. Les années sèches, les graines deviennent plus rares, surtout les petites. La diète contient alors une proportion plus grande de graines plus grosses et plus dures. Il y a alors avantage des oiseaux aux becs les plus robustes. Ceux-ci deviennent plus abondants.
Modes de sélection naturelleModes de sélection naturelle
• Sélection directionnelle
• Sélection stabilisante
• Sélection diversifiante
StabilisanteDirectionnelle Diversifiante
Sélection directionnelle
Nuisible
Sélection stabilisante
Nuisible
Sélection diversifiante
Nuisible
Ex. Pinsons qui s’adaptent à se nourrir d’insectes (bec fin avantageux) ou de graines (bec robuste avantageux).
Les becs fins qui se reproduisent entre eux donnent des rejetons à becs fins mieux adaptés aux insectes.
Les gros becs qui se reproduisent entre eux donnent des rejetons à gros becs mieux adaptés aux graines.
Les becs fins qui se reproduisent avec les gros becs donnent des becs intermédiaires mal adaptés aux insectes comme aux graines.
Y a-t-il évolution actuellement dans l’espèce humaine?Y a-t-il évolution actuellement dans l’espèce humaine?
Pour qu’il y ait évolution, il faut :
• Diversité génétique
• Sélection naturelle
Est-ce le cas chez les humains ?
La sélection naturelle est-elle vraiment nécessaire?
La théorie darwinienne de l’évolution (1859) n’est pas complète :La théorie darwinienne de l’évolution (1859) n’est pas complète :
• Lois de la génétiques ne sont pas connues.
• On ne sait rien de l’information génétique.
• Darwin ne peut expliquer d’où proviennent les nouveaux caractères qui seront sélectionnés.
Découvertes en génétique au cours du XXe siècle permettent de compléter la théorie:
Théorie synthétique de l’évolution
ou
Néo-darwinisme
Théorie synthétique de l’évolution
ou
Néo-darwinisme