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LA THÉORIE DE
L’ÉVOLUTION
Gilles Bourbonnais
Cégep de Sainte-Foy
1. Avant Darwin
1.1 Historique de l’idée d ’évolution
24 novembre 1859 :
Charles Darwin
« L ’origine des espèces par sélection
naturelle »
Révolution:
• Philosophique
• Théologique
• Scientifique
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: la Théorie de l’évolution par
sélection naturelle.
• La théorie de Darwin forme un tout cohérent qui
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 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)
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
Fossiles (du latin creuser)
= traces d ’organismes vivants laissées dans les
roches sédimentaires.
• Roches sédimentaires se forment par dépôts de particules en
suspension 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:
• 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
Strates géologiques  Histoire de la vie
• Plus la strate géologique est profonde, plus elle est
ancienne.
Récent
Ancien
Strates 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 disposées 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.
Datation des strates:
• Datation absolue (pas toujours possible):
proportions d ’isotopes radioactifs.
Ex. Datation 40Krypton / 40Argon
• Datation relative: identification des
fossiles contenues dans la strate étudiée.
Étude des fossiles au XVIIIe et XIXe siècle:
Catastrophisme (Terre jeune):
• Changements dans les strates dus à de grandes
catastrophes géologiques.
• Après la catastrophe, de nouvelles espèces venues d’ailleurs
s’installent sur le territoire.
• Théorie défendue par Georges Cuvier (1769-1832)
• Certains disciples de Cuvier : créations multiples
Gradualisme (Terre très ancienne):
• James Hutton (1726-1797) : La Terre se modifie par des
processus physiques lents et graduels qui sont encore à
l ’œuvre aujourd ’hui.
• Charles Lyell (1797-1875) : Uniformitarisme
1.2 Le lamarckisme
Jean-Baptiste Monet, Chevalier de Lamarck
(1744-1829)
1809 : « Philosophie zoologique »
• Les espèces se transforment en se
complexifiant continuellement (forment des
lignées visibles dans les fossiles)
• Des organismes simples se forment sans
arrêt par génération spontanée
Évolution selon Lamarck:
1. Loi de l’usage et du non usage
• Usage d ’un organe  développement de l’organe
• Non usage  atrophie
2. Hérédité des caractères acquis
• Caractéristiques acquises par l’usage ou le non usage se
transmettent aux descendants
• ==> transformations lentes et progressives au cours du temps
Évolution de la girafe selon
Lamarck
• Ancêtre à cou court mange les
feuilles des arbres.
• Fait des efforts pour atteindre les
feuilles les plus hautes
• L’animal étire le cou et les pattes.
• Ces organes et membres s’allongent
• L’allongement se transmet de façon
imperceptible aux descendants.
Thérie de Lamarck rejetée:
De son vivant:
• L’idée d’évolution est encore trop nouvelle.
• Forte opposition religieuse et scientifique.
De plus, on va démontrer par la suite :
• Pas de transmission des caractères acquis
• Ne peut pas expliquer de nombreux faits
Ex. couleur du pelage
2. 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 :
• 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 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 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 Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stables
Des facteurs limitants empêchent l ’accroissement exponentiel.
Darwin s ’était inspiré
pour ce point d ’un
ouvrage de l ’économiste
Thomas Malthus (17661834):
Thomas Malthus
La population humaine augmente plus vite que la production des
ressources alimentaires.
Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stables
Des 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 Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stables
Des 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 Darwin
1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle
2. Années après années, les populations demeurent relativement stables
Des 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 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.
La phalène du bouleau (Biston betularia)
Forme pâle
Forme mélanique
• Jusqu’en 1848 (Angleterre), tous les
spécimens connus = forme pâle
• À la fin du XIXe siècle, 98% des
individus = forme mélanique
La phalène du bouleau (Biston betularia)
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.
Autres exemples :
• Souris de la ferme McCrosky (Campbell 430)
• Résistance aux antibiotiques des bactéries
• Pinsons de l’île Daphne Major aux Galápagos (Campbell 431)
Modes de sélection naturelle
• Sélection directionnelle
• Sélection stabilisante
• Sélection diversifiante
Directionnelle
Stabilisante
Diversifiante
Sélection directionnelle
Nuisible
Sélection stabilisante
Nuisible
Sélection diversifiante
Nuisible
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
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
Mutations génétiques font apparaître de nouvelles
caractéristiques physiques.
Exemples:
• Mutation d’un gène codant pour une enzyme : permet la
formation d ’un nouvel allèle codant pour une enzyme
possédant des propriétés différentes de l ’ancienne.
• Mutation d’un gène intervenant dans le développement
embryonnaire (homéogène) permet de grandes modifications
physiques.
• Polygénie (multiplication des gènes dans le génome) permet la
formation de nouveaux gènes qui s’ajoutent aux anciens.