La théorie de l’évolution par sélection naturelle, formulée pour la première fois dans le livre de Darwin « Sur l’origine des espèces » en 1859, est le processus par lequel les organismes changent au fil du temps à la suite de changements dans les traits physiques ou comportementaux héréditaires. Les changements qui permettent à un organisme de mieux s’adapter à son environnement l’aideront à survivre et à avoir plus de progéniture.

L’évolution par sélection naturelle est l’une des théories les mieux étayées de l’histoire de la science, étayée par des preuves d’une grande variété de disciplines scientifiques, y compris la paléontologie, la géologie, la génétique et le développement biologie.

La théorie a deux points principaux, a déclaré Brian Richmond, conservateur des origines humaines à l’American Museum of Natural History de New York. «Toute vie sur Terre est connectée et liée les unes aux autres», et cette diversité de la vie est le produit de «modifications des populations par sélection naturelle, où certains traits ont été favorisés et l’environnement par rapport à d’autres», a-t-il déclaré.

Plus simplement, la théorie peut être décrite comme une « descente avec modification », a déclaré Briana Pobiner, anthropologue et éducatrice au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution à Washington, DC, spécialisée dans l’étude des origines humaines.

La théorie est parfois décrite comme « la survie du plus apte », mais cela peut être trompeur, a déclaré Pobiner. Ici, «fitness» ne fait pas référence à la force ou à la capacité athlétique d’un organisme, mais plutôt à sa capacité à survivre et à se reproduire.

Par exemple, une étude sur l’évolution humaine sur 1 900 étudiants, publiés en ligne dans la revue Personality and Individual Differences en octobre 2017, ont constaté que de nombreuses personnes peuvent avoir du mal à trouver un partenaire en raison des progrès technologiques sociaux en évolution rapide qui évoluent plus vite que les humains. « Près d’un individu sur deux fait face à des difficultés considérables dans le domaine de l’accouplement », a déclaré l’auteur principal de l’étude Menelaos Apostolou, professeur agrégé de sciences sociales à l’Université de Nicosie à Chypre.« Dans la plupart des cas, ces difficultés ne sont pas dues à quelque chose de mal ou de cassé, mais à des personnes vivant dans un environnement qui est très différent de l’environnement dans lequel ils ont évolué pour fonctionner. « 

Origine des baleines

Dans la première édition de » Sur l’origine des espèces « en 1859, Charles Darwin spéculait sur comment la sélection naturelle pourrait amener un mammifère terrestre à se transformer en baleine. À titre d’exemple hypothétique, Darwin a utilisé des ours noirs d’Amérique du Nord, connus pour attraper des insectes en nageant dans l’eau avec la bouche ouverte:

 » Je ne vois aucune difficulté à ce qu’une race d’ours soit rendue, par sélection naturelle, plus aquatique dans sa structure et ses habitudes, avec des bouches de plus en plus grandes, jusqu’à ce qu’une créature soit produite aussi monstrueuse qu’une baleine », a-t-il spéculé.

L’idée n’a pas très bien plu au public. Darwin était tellement gêné par le ridicule qu’il a reçu que le passage de l’ours nageur a été retiré des éditions ultérieures du livre.

Les scientifiques le savent maintenant que Darwin avait la bonne idée mais le mauvais animal. Au lieu de regarder les ours, il aurait plutôt dû regarder les vaches et les hippopotames.

L’histoire de l’origine des baleines est l’une des plus fascinantes de l’évolution contes et l’un des meilleurs exemples que les scientifiques ont de la sélection naturelle.

Sélection naturelle

Pour comprendre l’origine des baleines, il est nécessaire d’avoir une compréhension de base du fonctionnement de la sélection naturelle. La sélection naturelle peut modifier une espèce de manière modeste, entraînant un changement de couleur ou de taille d’une population au cours de plusieurs générations. C’est ce qu’on appelle la « microévolution ».

Mais la sélection naturelle l’est aussi capable de bien plus. Avec suffisamment de temps et de changements accumulés, la sélection naturelle peut créer des espèces entièrement nouvelles, appelées «macroévolution». Elle peut transformer les dinosaures en oiseaux, les mammifères amphibies en baleines et les ancêtres des singes en humains.

Prenons l’exemple des baleines – en utilisant l’évolution comme guide et en sachant comment fonctionne la sélection naturelle, les biologistes savaient que la transition des premières baleines de la terre à l’eau se faisait en une série d’étapes prévisibles. L’évolution de l’évent, par exemple, aurait pu se produire de la manière suivante:

Des changements génétiques aléatoires ont conduit au moins une baleine à avoir ses narines plus en arrière sur sa tête.Ces animaux avec cette adaptation auraient été mieux adaptés à un mode de vie marin, car ils n’auraient pas eu à refaire complètement surface pour respirer. Ces animaux auraient eu plus de succès et auraient eu plus de descendants. Dans les générations suivantes, d’autres changements génétiques se sont produits, déplaçant le nez plus loin sur la tête.

D’autres parties du corps des premières baleines ont également changé. Les pattes avant sont devenues des nageoires. Les pattes arrière ont disparu. Leur corps est devenu plus profilé et ils ont développé des douves de la queue pour mieux se propulser dans l’eau.

Darwin a également décrit une forme de sélection naturelle qui dépend du succès d’un organisme à attirer un partenaire, un processus connu sous le nom de sexuel. Le plumage coloré des paons et les bois des cerfs mâles sont tous deux des exemples de traits qui ont évolué sous ce type de sélection.

Mais Darwin n’était pas le premier ou le seul scientifique à développer une théorie de l’évolution. Le biologiste français Jean-Baptiste Lamarck a eu l’idée qu’un organisme pouvait transmettre des traits à sa progéniture, bien qu’il se soit trompé sur certains détails. À peu près au même moment que Darwin, le biologiste britannique Alfred Russel Wallace a développé indépendamment la théorie de l’évolution par sélection naturelle.

Compréhension moderne

Darwin ne savait rien de la génétique, a déclaré Pobiner. « Il a observé le modèle de l’évolution, mais il » ne connaissait pas vraiment le mécanisme.  » Cela est venu plus tard, avec la découverte de la façon dont les gènes codent pour différents traits biologiques ou comportementaux, et comment les gènes sont transmis des parents à la progéniture. L’incorporation de la génétique et de la théorie de Darwin est connue sous le nom de «synthèse évolutionniste moderne».

Les changements physiques et comportementaux qui rendent possible la sélection naturelle se produisent au niveau de l’ADN et des gènes. Ces changements sont appelés mutations. « Les mutations sont essentiellement la matière première sur laquelle agit l’évolution », a déclaré Pobiner.

Les mutations peuvent être causées par des erreurs aléatoires dans la réplication ou la réparation de l’ADN, ou par des dommages chimiques ou par rayonnement. La plupart du temps, les mutations sont soit nocives ou neutre, mais dans de rares cas, une mutation peut s’avérer bénéfique pour l’organisme. Si tel est le cas, elle deviendra plus répandue dans la prochaine génération et se répandra dans toute la population.

De cette manière, la sélection naturelle guide le processus évolutif, préservant et additionnant les mutations bénéfiques et rejetant les mauvaises. « Les mutations sont aléatoires, mais leur sélection n’est pas aléatoire », a déclaré Pobiner.

Mais la sélection naturelle n’est pas le seul mécanisme par lequel les organismes évoluent, elle a dit. Par exemple, les gènes peuvent être transférés d’une population à une autre lorsque les organismes migrent ou immigrent, un processus appelé flux de gènes. Et la fréquence de certains gènes peut également changer au hasard, ce que l’on appelle la dérive génétique.

Une mine de preuves

Même si les scientifiques pouvaient prédire à quoi devraient ressembler les premières baleines, ils manquaient de preuves fossiles pour étayer leur affirmation. Les créationnistes ont pris cette absence comme une preuve que l’évolution ne s’était pas produite. Ils se sont moqués de l’idée qu’il aurait pu y avoir une baleine ambulante. Mais depuis le début des années 1990, c’est exactement ce que les scientifiques ont découvert.

L’élément de preuve critique est venu en 1994, lorsque des paléontologues ont trouvé les restes fossilisés d’Ambulocetus natans, un animal dont le nom signifie littéralement «baleine qui marche à la nage». Ses membres antérieurs avaient des doigts et de petits sabots mais ses pattes postérieures étaient énormes étant donné sa taille. Il était clairement adapté à la natation, mais il était également capable de se déplacer maladroitement sur terre, un peu comme un phoque.

Lorsqu’elle nageait, l’ancienne créature se déplaçait comme une loutre, repoussant avec ses pattes arrière et ondulant sa colonne vertébrale et sa queue.

Les baleines modernes se propulsent dans l’eau avec des battements puissants de leurs douves de queue horizontales, mais Ambulocetus avait toujours un fouet queue et a dû utiliser ses pattes pour fournir la plupart de la force de propulsion nécessaire pour se déplacer dans l’eau.

Ces dernières années, de plus en plus de ces espèces de transition, ou « chaînons manquants », ont été découverts, prêtant un soutien supplémentaire à la théorie de Darwin, a déclaré Richmond.

Des «liens» fossiles ont également été trouvés pour soutenir l’évolution humaine. Au début de 2018, une mâchoire et des dents fossilisées ont été trouvées, estimées à 194 000 ans. vieux, ce qui les rend au moins 50 000 ans plus vieux que les fossiles humains modernes trouvés auparavant en dehors de l’Afrique. Cette découverte fournit un autre indice sur la façon dont les humains ont a évolué.

Polémique

Malgré la richesse des preuves provenant des archives fossiles, de la génétique et d’autres domaines scientifiques, certaines personnes remettent encore en question sa validité. Certains politiciens et chefs religieux dénoncent la théorie de l’évolution, invoquant un être supérieur comme concepteur pour expliquer le monde complexe des êtres vivants, en particulier des humains.

Les commissions scolaires débattent de l’opportunité d’enseigner la théorie de l’évolution avec d’autres idées, telles que la conception intelligente ou le créationnisme.

Les scientifiques traditionnels ne voient aucune controverse. « Beaucoup de gens ont des croyances religieuses profondes et acceptent également l’évolution », a déclaré Pobiner, ajoutant: « il peut y avoir une véritable réconciliation. »

L’évolution est bien soutenue par de nombreux exemples de changements dans diverses espèces conduisant à la diversité de la vie vue aujourd’hui. «Si quelqu’un pouvait vraiment démontrer une meilleure explication que l’évolution et la sélection naturelle, ce serait le nouveau Darwin», a déclaré Richmond.

Rapports supplémentaires de la contributrice Alina Bradford et de la rédactrice en chef Tanya Lewis, suivez Tanya sur Twitter. Suivez-nous sur @livescience, Facebook & Google+.

Ressources supplémentaires

• La National Oceanic and Atmospheric Administration a une présentation sur l’évolution des baleines.
• Pour lire la théorie sous sa forme originale, voir le livre de Darwin, « On the Origin of Species. »
• Pour un aperçu de la sélection naturelle, consultez cet article.
• Pour comprendre la différence entre une théorie et un fait, consultez ce site Web de la National Academy of Sciences.

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