SÉLECTION NATURELLE: MÉCANISME, PREUVES, TYPES ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

La sélection naturelle est un mécanisme évolutif proposé par le naturaliste britannique Charles Darwin, où il existe un succès reproducteur différentiel entre les individus d'une population.

La sélection naturelle agit en termes de reproduction d'individus porteurs de certains allèles, laissant plus de descendants que d'autres individus avec des allèles différents. Ces individus se reproduisent davantage et augmentent donc leur fréquence. Le processus de sélection naturelle darwinienne donne lieu à des adaptations.

Source: voir Source, via Wikimedia Commons À la lumière de la génétique des populations, l'évolution est définie comme la variation des fréquences alléliques dans la population. Deux processus ou mécanismes évolutifs mènent à ce changement: la sélection naturelle et la dérive génétique.

Charles Darwin

La sélection naturelle a été mal comprise depuis que Darwin a fait connaître ses idées révolutionnaires pour la première fois. Compte tenu du contexte politique et social de l'époque, les théories du naturaliste ont été extrapolées à tort aux sociétés humaines, des phrases émergentes qui sont aujourd'hui viralisées par les médias et des documentaires tels que «la survie du plus apte».

Qu'est-ce que la sélection naturelle?

La sélection naturelle est le mécanisme proposé par le naturaliste britannique Charles Darwin en 1859. Le sujet est traité en détail dans son chef-d'œuvre L'Origine des espèces.

C'est l'une des idées les plus importantes dans le domaine de la biologie, car elle explique l'origine de toutes les formes de vie que nous pouvons apprécier aujourd'hui. C'est comparable aux idées de grands scientifiques d'autres disciplines, comme Isaac Newton, par exemple.

Darwin explique à travers de nombreux exemples observés au cours de ses voyages comment les espèces ne sont pas des entités immuables dans le temps et propose qu'elles proviennent toutes d'un ancêtre commun.

Bien qu'il existe des dizaines de définitions de la sélection naturelle, la plus simple et la plus concrète est celle de Stearns & Hoekstra (2000): «la sélection naturelle est la variation du succès reproductif associée à un trait héréditaire».

Il convient de mentionner que l'évolution et la sélection naturelle ne poursuivent pas un but ou un objectif spécifique. Il ne produit que des organismes adaptés à leur environnement, sans aucune spécification de la configuration potentielle que ces organismes auront.

Mécanisme

Certains auteurs expriment que la sélection naturelle est une inévitabilité mathématique, puisqu'elle se produit chaque fois que trois postulats sont remplis, ce que nous verrons ci-dessous:

Variation

Les individus appartenant à la population présentent des variations. En fait, la variation est une condition sine qua non pour que les processus évolutifs aient lieu.

La variation des organismes se produit à différents niveaux, des variations des nucléotides qui composent l'ADN aux morphologies et aux variations de comportement. À mesure que nous abaissons le niveau, nous trouvons plus de variation.

Héritabilité

La caractéristique doit être héréditaire. Ces variations présentes dans la population doivent passer des parents aux enfants. Pour vérifier si un caractère est héritable, un paramètre appelé «héritabilité» est utilisé, défini comme la proportion de variance phénotypique due à la variation génétique.

Mathématiquement, il est exprimé par h ² = V _G / (V _G + V _E). Où V _G est la variance génétique et V _E est le produit de la variance de l'environnement.

Il existe un moyen très simple et intuitif de quantifier l'héritabilité: la mesure du caractère des parents vs. caractère chez les enfants. Par exemple, si nous voulons confirmer l'héritabilité de la taille du bec chez les oiseaux, nous mesurons la taille y chez les parents et les représentons par rapport à la taille de la progéniture.

Dans le cas où l'on observe que le graphe tend vers une droite (le r ² est proche de 1) on peut conclure que les caractéristiques sont héritables.

Le caractère variable est lié à la

La dernière condition pour que la sélection naturelle agisse dans la population est la relation entre le trait et la forme physique - ce paramètre quantifie la capacité des individus à se reproduire et à survivre, et varie de 0 à 1.

En d'autres termes, cette caractéristique doit augmenter le succès reproducteur de son porteur.

Exemple hypothétique: la queue des écureuils

Écureuil Kaibaba

Prenons une population hypothétique d'écureuils et réfléchissons à la question de savoir si la sélection naturelle pourrait agir sur elle.

La première chose à faire est de vérifier s'il y a des variations dans la population. Nous pouvons le faire en mesurant les caractères d'intérêt. Supposons que nous trouvions une variation dans la queue: il existe des variantes avec une longue queue et une courte queue.

Par la suite, nous devons confirmer si la caractéristique "taille de file d'attente" est héritable. Pour ce faire, nous mesurons la longueur de la queue des parents et la représentons par rapport à la longueur de la queue des enfants. Si nous trouvons une relation linéaire entre les deux variables, cela signifie qu'en effet, l'héritabilité est élevée.

Enfin, il faut confirmer que la taille de la queue augmente le succès reproducteur du porteur.

La queue plus courte peut permettre aux individus de se déplacer plus facilement (ce n'est pas nécessairement vrai, c'est à des fins purement éducatives) et leur permet d'échapper aux prédateurs avec plus de succès que les porteurs à longue queue.

Ainsi, au fil des générations, la caractéristique «souche courte» sera plus fréquente dans la population. C'est l'évolution par sélection naturelle. Et le résultat de ce processus simple - mais très puissant - est des adaptations.

Preuve

La sélection naturelle et l'évolution en général sont soutenues par des preuves extraordinairement solides provenant de diverses disciplines, notamment la paléontologie, la biologie moléculaire et la géographie.

Registre fossile

Les archives fossiles sont la preuve la plus claire que les espèces ne sont pas des entités immuables, comme on le pensait avant l'époque de Darwin.

Homologie

Les descendants avec des modifications soulevées dans l'origine de l'espèce, trouvent un support dans les structures homologues - structures avec une origine commune, mais qui peuvent présenter certaines variations.

Par exemple, le bras humain, l'aile de la chauve-souris et les nageoires de la baleine sont des structures homologues, puisque l'ancêtre commun de toutes ces lignées avait le même motif osseux dans leur partie supérieure. Dans chaque groupe, la structure a été modifiée en fonction du mode de vie de l'organisme.

Biologie moléculaire

De la même manière, les progrès de la biologie moléculaire nous permettent de connaître les séquences dans différents organismes et il ne fait aucun doute qu'il existe une origine commune.

Observation directe

Enfin, nous pouvons observer le mécanisme de la sélection naturelle en action. Certains groupes à temps de génération très courts, comme les bactéries et les virus, permettent d'observer l'évolution du groupe dans un laps de temps court. L'exemple typique est l'évolution des antibiotiques.

Qu'est-ce que la sélection naturelle?

Bien que l'évolution soit la science qui donne un sens à la biologie - pour citer le célèbre biologiste Dobzhansky "rien n'a de sens en biologie sauf à la lumière de l'évolution" - il existe de nombreuses idées fausses dans la biologie évolutionniste et les mécanismes qui y sont liés. est.

La sélection naturelle semble être un concept populaire, non seulement pour les universitaires, mais aussi pour la population en général. Cependant, au fil des ans, l'idée a été déformée et déformée à la fois dans le milieu universitaire et dans les médias.

Ce n'est pas la survie du plus apte

Lorsqu'on parle de «sélection naturelle», il est presque impossible de ne pas évoquer des phrases comme «survie du plus apte ou du plus apte». Bien que ces expressions soient très populaires et aient été largement utilisées dans des documentaires et autres, elles n'expriment pas avec précision la signification de la sélection naturelle.

La sélection naturelle est directement liée à la reproduction des individus et indirectement à la survie. Logiquement, plus un individu vit longtemps, plus il a de chances de se reproduire. Cependant, la connexion directe du mécanisme est avec la reproduction.

De même, l'organisme «plus fort» ou «plus athlétique» ne se reproduit pas toujours en plus grande quantité. Pour ces raisons, la phrase bien connue doit être abandonnée.

Ce n'est pas synonyme d'évolution

L'évolution est un processus en deux étapes: une qui provoque une variation (mutation et recombinaison), qui est aléatoire, et une deuxième étape qui détermine le changement des fréquences alléliques dans la population.

Cette dernière étape peut se produire par sélection naturelle ou par dérive génétique ou génétique. Par conséquent, la sélection naturelle n'est que la deuxième partie de ce phénomène plus vaste appelé évolution.

Types et exemples

Il existe différentes classifications de la sélection. Le premier classe les événements de sélection en fonction de leur effet sur la moyenne et de la variance de la distribution de fréquence du caractère étudié. Ce sont: la sélection stabilisatrice, directionnelle et disruptive

Nous avons également une autre classification qui dépend de la variation de fitness en fonction de la fréquence des différents génotypes dans la population. Il s'agit de la sélection dépendant de la fréquence positive et négative.

Enfin, il y a la sélection dure et douce. Cette classification dépend de l'existence d'une compétition entre les individus de la population et de l'ampleur de la pression de sélection. Nous décrirons ci-dessous les trois types de sélection les plus importants:

Sélection stabilisatrice

Il y a sélection stabilisatrice lorsque les individus qui ont le caractère «moyen» ou le plus fréquent (ceux qui sont au point le plus élevé de la distribution des fréquences) sont ceux qui ont la plus grande aptitude.

En revanche, les individus trouvés dans les queues de cloche, loin de la moyenne, sont éliminés au fil des générations.

Dans ce modèle de sélection, la moyenne reste constante tout au long des générations, tandis que la variance diminue.

Un exemple classique de sélection stabilisatrice est le poids de l'enfant à la naissance. Bien que les progrès médicaux aient assoupli cette pression sélective avec des procédures telles que la césarienne, la taille est souvent un facteur décisif.

Les petits bébés perdent rapidement de la chaleur, tandis que les bébés beaucoup plus lourds que la moyenne ont des problèmes d'accouchement.

Si un chercheur cherche à étudier le type de sélection qui se produit dans une population donnée et ne quantifie que la moyenne de la caractéristique, il peut arriver à de fausses conclusions, estimant que l'évolution ne se produit pas dans la population. Pour cette raison, il est important de mesurer la variance de caractère.

Sélection directionnelle

Le modèle de sélection directionnelle suggère que les individus qui sont dans l'une des queues de la distribution de fréquence survivent à travers les générations, que ce soit le secteur gauche ou droit.

Dans les modèles de sélection directionnelle, la moyenne se déplace au fil des générations, tandis que la variance reste constante.

Le phénomène de sélection artificielle effectuée par l'homme sur ses animaux et plantes domestiques est une sélection directionnelle typique. En général, il est prévu que les animaux (par exemple, les bovins) soient plus gros, produisent plus de lait, soient plus forts, etc. La même chose se produit dans les plantes.

Au fil des générations, la moyenne du caractère choisi de la population varie en fonction de la pression. Si des vaches plus grosses sont recherchées, la moyenne augmenterait.

Dans un système biologique naturel, on peut prendre l'exemple de la fourrure d'un certain petit mammifère. Si la température diminue constamment dans son habitat, les variantes qui ont une couche plus épaisse seront sélectionnées par une mutation aléatoire.

Sélection perturbatrice

La sélection disruptive fonctionne en favorisant les individus les plus éloignés de la moyenne. Au fil des générations, la fréquence des files d'attente augmente, tandis que les individus qui étaient auparavant proches de la moyenne commencent à diminuer.

Dans ce modèle, la moyenne peut être maintenue constante, tandis que la variance augmente - la courbe s'élargit de plus en plus jusqu'à ce qu'elle finisse par se diviser en deux.

Il est suggéré que ce type de sélection pourrait conduire à des événements de spéciation, à condition qu'un isolement adéquat se produise entre les deux morphologies situées aux extrémités de la queue.

Par exemple, une certaine espèce d'oiseau peut avoir des variations marquées de son bec. Supposons qu'il existe des graines optimales pour les très petits becs et des graines optimales pour les très grands becs, mais que les becs intermédiaires n'obtiennent pas de nourriture appropriée.

Ainsi, les deux extrêmes augmenteraient en fréquence et, si les conditions appropriées sont données qui favorisent les événements de spéciation, il se peut qu'avec le temps, les individus présentant des variations différentes du pic deviennent deux nouvelles espèces.

Source: Ealbert17, de Wikimedia Commons

Références

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