4 PREUVES DE L'ÉVOLUTION DES ÊTRES VIVANTS - LA BIOLOGIE - 2025

La preuve de l'évolution consiste en une série de tests pour confirmer le processus de changement au cours du temps dans les populations biologiques. Ces preuves proviennent de différentes disciplines, de la biologie moléculaire à la géologie.

Tout au long de l'histoire de la biologie, une série de théories ont été élaborées pour tenter d'expliquer l'origine des espèces. Le premier d'entre eux est la théorie fixiste, conçue par un certain nombre de penseurs, datant de l'époque d'Aristote. Selon ce corpus d'idées, les espèces ont été créées indépendamment et n'ont pas changé depuis le début de leur création.

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Par la suite, la théorie transformiste a été développée qui, comme son nom l'indique, suggère la transformation des espèces au fil du temps. Selon les transformistes, bien que les espèces aient été créées lors d'événements séparés, elles ont changé avec le temps.

Enfin, nous avons la théorie évolutionniste, qui en plus de proposer que les espèces ont changé avec le temps, considère une origine commune.

Ces deux postulats ont été organisés par le naturaliste britannique Charles Darwin, aboutissant à la conclusion que les êtres vivants sont issus d'ancêtres très différents d'eux et sont liés les uns aux autres par des ancêtres communs.

Avant l'époque de Darwin, la théorie fixiste était principalement utilisée. Dans ce contexte, les adaptations d'animaux ont été conçues comme des créations d'un esprit divin dans un but précis. Ainsi, les oiseaux avaient des ailes pour voler et les taupes avaient des pattes à creuser.

Avec l'arrivée de Darwin, toutes ces idées sont écartées et l'évolution commence à donner un sens à la biologie. Ensuite, nous expliquerons les principales preuves qui soutiennent l'évolution et aident à exclure la fixité et le transformisme.

Les archives fossiles et la paléontologie

Qu'est-ce qu'un fossile?

Le terme fossile vient du latin fossilis, qui signifie «d'une fosse» ou «de la terre». Ces précieux fragments représentent pour la communauté scientifique un précieux «regard sur le passé», littéralement.

Les fossiles peuvent être les restes d'animaux ou de plantes (ou d'un autre organisme vivant) ou une trace ou une marque que l'individu a laissée sur une surface. L'exemple typique d'un fossile est les parties dures d'un animal, comme la coquille ou les os qui ont été transformés en roche par des processus géologiques.

Les «traces» d'organismes peuvent également être trouvées dans le registre, telles que des terriers ou des pistes.

Dans les temps anciens, on pensait que les fossiles étaient un type de roche très particulier qui avait été façonné par les forces environnementales, que ce soit l'eau ou le vent, et ressemblait spontanément à un être vivant.

Avec la découverte rapide d'un grand nombre de fossiles, il est devenu clair qu'il ne s'agissait pas simplement de roches, et les fossiles ont fini par être considérés comme les restes d'organismes qui avaient vécu il y a des millions d'années.

Les premiers fossiles représentent la fameuse "faune d'Ediacara". Ces fossiles datent d'il y a environ 600 millions d'années.

Cependant, la plupart des fossiles datent de la période cambrienne, il y a environ 550 millions d'années. En fait, les organismes de cette période se caractérisent principalement par une énorme innovation morphologique (par exemple, l'immense nombre de fossiles trouvés dans les schistes de Burguess).

Pourquoi les fossiles sont-ils des preuves de l'évolution?

Il va de soi que les archives fossiles - une vaste caravane de formes diverses que nous n'observons plus aujourd'hui et que certaines sont extrêmement similaires aux espèces modernes - démentent la théorie fixiste.

S'il est vrai que le dossier est incomplet, il existe des cas très particuliers où l'on trouve des formes de transition (ou étapes intermédiaires) entre une forme et une autre.

L'évolution des cétacés est un exemple de formes incroyablement conservées. Il existe une série de fossiles qui montrent le changement progressif que cette lignée a subi au fil du temps, en commençant par un animal terrestre à quatre pattes et en terminant par les énormes espèces qui habitent les océans.

Des fossiles montrant l'incroyable transformation des baleines ont été trouvés en Égypte et au Pakistan.

Un autre exemple qui représente l'évolution d'un taxon moderne est le registre fossile des groupes à l'origine des chevaux d'aujourd'hui, d'un organisme de la taille d'un canidé et avec des dents pour brouter.

De même, nous avons des fossiles très spécifiques de représentants qui peuvent avoir été les ancêtres des tétrapodes, comme Ichthyostega - l'un des premiers amphibiens connus.

Homologie: preuve d'origine commune

Qu'est-ce que l'homologie?

L'homologie est un concept clé de l'évolution et des sciences biologiques. Le terme a été inventé par le zoologiste Richard Owen, et il l'a défini comme suit: «le même organe chez différents animaux, sous quelque forme et fonction que ce soit».

Pour Owen, la similitude entre les structures ou morphologies des organismes était due uniquement au fait qu'ils correspondaient au même plan ou «arotype».

Cependant, cette définition était antérieure à l'ère darwinienne, c'est pourquoi le terme est utilisé de manière purement descriptive. Plus tard, avec l'intégration des idées darwiniennes, le terme d'homologie prend une nouvelle nuance explicative, et la cause de ce phénomène est une continuité de l'information.

Les homologies ne sont pas faciles à diagnostiquer. Cependant, certaines preuves indiquent au chercheur qu'il fait face à un cas d'homologie. La première consiste à reconnaître s'il existe une correspondance en termes de position spatiale des structures.

Par exemple, dans les membres supérieurs des tétrapodes, la relation des os est la même entre les individus du groupe. On retrouve un humérus, suivi d'un radius et d'un cubitus. Bien que la structure puisse être modifiée, l'ordre est le même.

Toutes les similitudes sont-elles des homologies?

Dans la nature, toutes les similitudes entre deux structures ou processus ne peuvent être considérées comme homologues. Il existe d'autres phénomènes qui conduisent à deux organismes qui ne sont pas liés l'un à l'autre en termes de morphologie. Ce sont la convergence évolutive, le parallélisme et l'inversion.

L'exemple classique de convergence évolutive est l'œil des vertébrés et l'œil des céphalopodes. Bien que les deux structures remplissent la même fonction, elles n'ont pas d'origine commune (l'ancêtre commun de ces deux groupes n'avait pas de structure similaire à l'œil).

Ainsi, la distinction entre caractères homologues et analogues est vitale pour établir des relations entre des groupes d'organismes, puisque seules les caractéristiques homologues peuvent être utilisées pour faire des inférences phylogénétiques.

Pourquoi les homologies sont-elles la preuve de l'évolution?

Les homologies sont des preuves de l'origine commune des espèces. Revenant à l'exemple du quiridium (membre formé par un seul os dans le bras, deux dans l'avant-bras et les phalanges) chez les tétrapodes, il n'y a aucune raison pour qu'une chauve-souris et une baleine partagent le modèle.

Cet argument a été utilisé par Darwin lui-même dans L'Origine des espèces (1859), pour réfuter l'idée que les espèces ont été conçues. Aucun designer, aussi inexpérimenté soit-il, n'utiliserait le même motif sur un organisme volant et un organisme aquatique.

Pour cette raison, nous pouvons conclure que les homologies sont des preuves d'ascendance commune, et la seule explication plausible qui existe pour interpréter un quiridium dans un organisme marin et dans un autre volant, est que les deux ont évolué à partir d'un organisme qui avait déjà cette structure.

Que sont les homologies moléculaires?

Jusqu'à présent, nous n'avons mentionné que les homologies morphologiques. Cependant, les homologies au niveau moléculaire servent également de preuve d'évolution.

L'homologie moléculaire la plus évidente est l'existence d'un code génétique. Toutes les informations nécessaires pour construire un organisme se trouvent dans l'ADN. Cela devient une molécule d'ARN messager, qui est finalement traduite en protéines.

Les informations se trouvent dans un code à trois lettres, ou codons, appelé code génétique. Le code est universel pour les êtres vivants, bien qu'il existe un phénomène appelé biais d'utilisation des codons, où certaines espèces utilisent plus fréquemment certains codons.

Comment vérifier que le code génétique est universel? Si nous isolons l'ARN mitochondrial qui synthétise la protéine d'homoglobine d'un lapin et l'introduisons dans une bactérie, la machinerie du procaryote est capable de décoder le message, bien qu'elle ne produise pas naturellement d'hémoglobine.

D'autres homologies moléculaires sont représentées par l'énorme nombre de voies métaboliques qui existent en commun dans différentes lignées, largement séparées dans le temps. Par exemple, la dégradation du glucose (glycolyse) est présente dans pratiquement tous les organismes.

Que nous apprennent les homologies moléculaires?

L'explication la plus logique de la raison pour laquelle le code est universel est un accident historique. Comme le langage dans les populations humaines, le code génétique est arbitraire.

Il n'y a aucune raison pour que le terme «table» soit utilisé pour désigner l'objet physique de la table. Il en va de même pour tous les termes (maison, chaise, ordinateur, etc.).

Pour cette raison, quand on voit qu'une personne utilise un certain mot pour désigner un objet, c'est parce qu'elle l'a appris d'une autre personne - son père ou sa mère. Et ceux-ci, à leur tour, l'ont appris d'autres personnes. Autrement dit, cela implique un ancêtre commun.

De même, il n'y a aucune raison pour que la valine soit codée par la série de codons qui s'associent à cet acide aminé.

Une fois le langage des vingt acides aminés établi, il est resté. Peut-être pour des raisons énergétiques, car tout écart par rapport au code pourrait avoir des conséquences néfastes.

Selection artificielle

La sélection artificielle est un test de la performance du processus de sélection naturelle. En fait, la variation du statut domestique était cruciale dans la théorie de Darwin et le premier chapitre sur l'origine des espèces est consacré à ce phénomène.

Les cas les plus connus de sélection artificielle sont le pigeon domestique et les chiens. Ce processus fonctionnel par l'action humaine qui choisit sélectivement certaines variantes de la population. Ainsi, les sociétés humaines produisent les variétés de bétail et de plantes que nous voyons aujourd'hui.

Par exemple, des caractéristiques telles que la taille de la vache peuvent être rapidement modifiées pour augmenter la production de viande, le nombre d'œufs pondus par les poules et la production de lait, entre autres.

Comme ce processus se déroule rapidement, nous pouvons voir l'effet de la sélection dans un court laps de temps.

Sélection naturelle dans les populations naturelles

Bien que l'évolution soit considérée comme un processus qui prend des milliers ou dans certains cas même des millions d'années, chez certaines espèces, nous pouvons observer le processus évolutif en action.

Résistance aux antibiotiques

Un cas d'importance médicale est l'évolution de la résistance aux antibiotiques. L'utilisation excessive et irresponsable d'antibiotiques a conduit à une augmentation des variantes résistantes.

Par exemple, dans les années 1940, toutes les variantes de staphylocoques pourraient être éliminées avec l'application de l'antibiotique pénicilline, qui inhibe la synthèse de la paroi cellulaire.

Aujourd'hui, près de 95% des souches de Staphylococcus aureus sont résistantes à cet antibiotique et à d'autres dont la structure est similaire.

Le même concept s'applique à l'évolution de la résistance des ravageurs à l'action des pesticides.

Le papillon de nuit et la révolution industrielle

Un autre exemple très populaire en biologie évolutive est la teigne Biston betularia ou papillon du bouleau. Ce papillon est polymorphe en termes de coloration. L'effet humain de la révolution industrielle a provoqué une variation rapide des fréquences alléliques de la population.

Auparavant, la couleur prédominante chez les papillons de nuit était la lumière. Avec l'avènement de la révolution, la pollution a atteint des niveaux incroyablement élevés, assombrissant l'écorce des bouleaux.

Avec ce changement, les papillons de nuit aux couleurs plus foncées ont commencé à augmenter leur fréquence dans la population, car pour des raisons de camouflage, ils étaient moins voyants pour les oiseaux - leurs principaux prédateurs.

Les activités humaines ont considérablement affecté la sélection de nombreuses autres espèces.

Références

1. Audesirk, T., Audesirk, G., et Byers, BE (2004). Biologie: science et nature. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). Sur les origines des espèces au moyen de la sélection naturelle. Murray.
3. Freeman, S. et Herron, JC (2002). Analyse évolutive. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Évolution. Sinauer.
5. Soler, M. (2002). Evolution: la base de la biologie. Projet sud.