La théorie transformiste prévoit que tous les arbres anatomiques

La théorie transformiste prévoit
que tous les arbres anatomiques, moléculaires, etc...
sont semblables. C'est effectivement le cas.
Mais il reste une question :
quel est le moteur du transformisme ?
Ce sont les réponse à cette question que l'on
résume sous
« Théorie(s) de l'Évolution »
1. Dieu.
2. un dessein de la nature (finalisme).
3. le hasard
4. une « volonté de s'adapter » des animaux.
5. une héritabilité de l'acquis.
1. Dieu.
Cette explication ne peut pas faire partie
du champ de la biologie :
Si Dieu existe et qu'il agit,
il reste à savoir comment, à travers quelle
action matérielle
2. un dessein de la nature (finalisme).
Le finalisme est une option théorique qui affirme
l'existence d'une cause finale de l'univers,
de la nature ou de l'humanité.
Elle présuppose un dessein, un but ultime,
une signification, immanents ou transcendants,
présents dès leur origine.
Cette perspective est aussi dite téléologique.
Le finalisme s'oppose au mécanisme.
Le finalisme est une tendance naturelle du
raisonnement humain : comme nous sommes
habitué à attribuer des intentions aux actes des autres,
on essaie aussi de retrouver des buts aux choses
qu'on observe.
2. un dessein de la nature (finalisme).
Les biologistes refusent cette option :
- texte de jacques Monod.
- « Pour les biologistes, la inalité est
comme une maîtresse dont on ne peut se
passer mais avec qui on n'ose pas être
vu en public ? » [François Jacob]
(tous deux prix Nobel 1972)
3. le hasard.
des calculs montrent que la probabilité de tomber
par hasard sur le génome humain est plus
petite que celle de voir un singe taper au hasard
sur un clavier et écrire les misérables de Victor Hugo.
4. une « volonté de s'adapter » des animaux.
Lamarck : Les êtres vivants s'adaptent sous
l'influence de l'action du milieu.
Ils se transforment pour s'adapter.
Le changement est déterminé par un besoin,
qui provient du milieu ou du mode de vie.
Le cou de la girafe s'est allongé pour lui
permettre de mieux atteindre les feuilles
les plus hautes.
Un organe nouveau apparaît parce que l'animal
avait besoin d'un tel organe.
La fonction crée l'organe.
Ceci est une explication finaliste.
1. Dieu.
2. le hasard.
3. une « volonté de s'adapter » des animaux.
4. un dessein de la nature (finalisme)
5. une héritabilité de l'acquis.
5. une héritabilité de l'acquis.
Pour Lamarck, le transformisme est lent.
Mais ce qu'un individu a acquis pendant sa vie
est transmis à la génération suivante.
Histoire du Bisclavet (Lai de Marie de France]
Pourtant, les animaux sont adaptés :
leurs organes, ainsi que leur physiologie
correspondent à leur mode de vie.
Pour Darwin :
- il y a de la variété (la notion de mutation
n'existe pas encore, ni la génétique)
- il y a trop de descendants (plus que 2 par couple)
- seuls certains survivent jusqu'à la reproduction.
- il y a survie des plus aptes.
C'est la théorie de la sélection naturelle.
- il y a de la variété. Il s'agit ici de la
variété phénotypique. Darwin a constaté que les
descendants d'un cheval de course n'étaient
pas également profliés pour la course.
Le néo-darwinisme interprétera ceci en termes
d'hybridation et de mutations.
- il y a trop de descendants (plus que 2 par couple)
Chez les mammifères, ce nombre est proche
de 2 (ou jusqu'à 10-20 ce qui est pareil).
Chez les insectes, les mullusques, cela peut être
1000 descendants pour un couple.
- seuls certains survivent jusqu'à la reproduction
C'est l'objet de la dynamique des populations.
Exemple des mésanges :
2 adultes → 20 petits
1 adulte survit
1 petit survit
en moyenne ; fluctuations selon les années.
Les survivants sont les plus aptes
Que signifie « plus aptes » ?
= les survivants ; alors, les survivants survivent.
= adaptés ; adaptés à un milieu.
Par exemple la girafe est adaptée à manger
les hautes feuilles des arbres. Les girafes
les plus grandes survivent en cas de disette.
Les antilopes les plus rapides échappent
au prédateur...
L'avantage peut être minime :
Si un phénotype est favorisé de 1% :
1000 descendants,
taux de survie de [N] = 1/500
taux de survie de [F] = 1,01/500
Hugo de Vries, Carl Correns et Erich
von Tschermak, redécouvrent en 1905 les lois
de la génétique (déjà découvertes par
Gregor Mendel qui n’avait pas vu l’importance
de sa découverte). Il met en évidence la notion
de mutation. Ces mutations portent sur les
gènes des individus.
Elles représentent ce que Darwin appelait
la variabilité indéfinie, qui résidaient en une
variation brusque sans forme intermédiaire
d'une espèce.
●
Preuves de l'aptitude.
Biston betularia
Ce papillon de nuit est la proie d'oiseaux.
Il existe deux formes :
typica et carbonaria.
Au milieu du XIXème siècle, la forme typica
était largement majoritaire dans les populations
anglaises. C'est en 1848 que l'on a rapporté la
première capture d'un individu carbonaria dans
la région de Manchester. La fréquence de cette
forme s'est alors accrue rapidement et
les individus mélaniques ont ensuite été
observés dans les autres régions industrielles
de l'Angleterre
Il y a une corrélation positive entre la fréquence
de la forme mélanique et la pollution industrielle.
Celle-ci contribue à la disparition des lichens
sur les bouleaux et au noircissement de ces arbres.
("mélanisme industriel").
La forme mélanique est majoritaire dans les
régions industrielles,
tandis que la forme claire prédomine dans les
régions rurales.
Dès 1897, certains chercheurs proposèrent
une explication au mélanisme industriel
dans le cadre de la sélection naturelle.
Tutt fut le premier à suggérer que les individus
typica posés sur des bouleaux clairs couverts de
lichens étaient mieux camouflés des oiseaux
prédateurs que les individus carbonaria.
L'inverse se produisait s'ils reposaient sur des
bouleaux noircis par les suies et dépourvus de
lichens. Les deux formes seraient alors
consommées de façon différente selon le type
de support, la forme mélanique étant avantagée
sur des arbres noircis.
Présence de lichens
Absence de lichens ; suie
Expériences de Kettlewell (vers 1950).
méthode des captures-recaptures
Birmigham (industries)
forme
[carbonaria][typica]
Nb individus marqués relâchés
154
64
Nb individus marqués recapturés
82
16
% de marqués recapturés
53%
25%
Dorset (agriculture)
forme
[carbonaria][typica]
Nb individus marqués relâchés
406
393
Nb individus marqués recapturés
19
54
% de marqués recapturés
5%
14%
En fait, il existe entre les formes foncée (carbonaria)
et claire (typical) une forme intermédiaire (insularia).
Ce phénotype "intermédiaire" est déterminé par un
allèle dominant d'un gène indépendant de
celui qui contrôle les formes carbonaria et typical.
L'allèle carbonaria étant épistatique sur insularia,
celui-ci n'est distinguable que de la forme typical.
Sa fréquence est élevée dans les régions
où la pollution, bien que présente n'est toutefois
pas trop importante. Cette observation est,
elle aussi, en faveur du caractère protecteur
de l'homochromie avec le milieu.
Gènes épistatiques.
Il existe certains gènes qui inhibent l'expression
d'allèles situés sur des locus différents, eux mêmes
dominants. On les appelle gènes épistatiques.
Un exemple classique de l'effet des gènes
épistatiques est la couleur du pelage chez certaines
races de chiens. Voici l'étude d'une telle situation :
Gènes normaux (pigmentation du poil) :
N = pelage noir ; n = pelage brun
Gène épistatique
W = empèche la couleur ; w = n'empêche pas la couleur
En supposant que les deux allèles N et n soient seuls
responsables de la couleur du pelage des chiens,
on n'aurait alors que des chiens bruns ou noirs.
La présence d'un gène épistatique fait en sorte
que ni le noir, ni le brun n'arrive à s'exprimer
lorsque ce gène est dominant (Ww ou WW)
Les chiens dont le gène épistatique est de génotype
Ww ou WW obtiennent un pelage blanc,
soit l'absence de pigment noir ou brun.
Jumelé à un gène modificateur,
plusieurs combinaisons de pelages
deviennent possibles.
Ceci montre que la sélection s'oppère sur un
phénotype qui peut dépendre ─ c'est le cas le plus
souvent ─ d'un ensemble de gènes ; ni additifs,
ni multiplicatifs... Une sorte de fonction
compliquée.
De plus un phénotype peut apporter en même
temps un avantage et un désavantage sélectif :
le phénotype [B] un peu plus de mortalité
infantile, mais meilleure résitance à la grippe.
Dans les années 1950, la Grande Bretagne
adopta une législation anti-pollution
(the Clean Air Acts) qui eut pour effet de réduire
les émission de suie et de SO2. Dans la période
qui suivit on observera une diminution de la
fréquence de la forme mélanique, qui se poursuit
depuis lors.
Dans la banlieue de Liverpool, à Wirral, on a suivi
les effectifs des carbonaria.
Exemple des moustiques résistants.
- détoxication des organophosphorés par des estérases.
Chez Culex pipiens, deux locus très liés, A et B.
Dans les populations de Californie, les individus
résistants ont 500 fois plus d'estérase B1 que les
individus sensibles et possèdent 250 copies du gène.
En 1972, en France, une nouvelle estérase est apparue,
l'estérase A1, puis en 1978 une acétylcholinéstérase
R
(Ace ) insensible à l'insecticide.
Enfin récemment d'autres estérases (A4 et B4)
de résistance au téméphos, insecticide
organophosphoré utilisé dans le Sud de la France.
Exemple de la drépanocytose.
Deux allèles A et S.
Trois génotypes (AA, AS, SS)
Trois phénotypes :
Les homozygotes (SS) ont des hématie falciformes.
Deux hémoglobine S liées.
Cette déformation entraîne le blocage des capillaires,
et environ 80 % des homozygotes meurent avant
l'âge de la reproduction.
Ainsi chez les Yorubas d'Ibadan (Nigeria) sur
12.387 individus,
9365 (75.6 %) sont AA ;
2993 (24.2 %) sont AS et seulement
29 (0.2 %) sont SS.
Comment expliquer qu'une fréquence aussi
élevée d'un allèle défavorable se maintienne ?
Haldane fut frappé de leur ressemblance.
Une telle coïncidence suggérait que
l'hémoglobine HbS pouvait apporter un
avantage en milieu malarique.
Les hétérozygotes sont plus résistants au paludisme.
Le Darwinisme est une théorie solide.
Mais explique-t-il tout ?
On devrait voir les espèces se transformer
graduellement, et que l'on devrait donc trouver
des fossiles correspondant à toutes les étapes.
Cette thèse baptisée gradualisme peut se résumer
sous l'expression de Darwin :
"Natura non facit saltum"
(La Nature ne fait pas de saut).
A l'inverse, certains chercheurs actuels
(Gould et Eldredge) pensent que les apparitions
de nouvelles espèces correspondent à des événements
rares et ponctuels, que l'on peut représenter sous
forme d'un escalier, les paliers étant pour les
périodes où une population ne subit aucun
changement et les sauts correspondant à une
modification rapide des caractéristiques..
Ce que récusent Gould et Eldredge c'est la
prétendue croyance de Darwin en la constance
des vitesses d'évolution. Ils estiment que l'évolution
se fait rapidement lors de sursauts d'activité
relativement brefs (des événements de spéciation,
qui fournissent un genre d'atmosphères de crise)
et que l'évolution se fait lentement ou pas du tout
durant de longues périodes de stases intermédiaires.
{ "relativement brefs" selon les normes géologiques
c'est à dire des dizaines ou des centaines
de milliers d'années. }
Richard Dawkins ; L'horloger aveugle p 284 ; 1986
La dérive génétique
10 individus
100 individus
Une grande population avec le gène A
Une petite population devient isolée.
Une mutation a ─ récessive.
Par dérive se répend et devient homozygote.
Les deux populations de rencontrent de nouveau.
Les archives fossiles donnent l'impression d'un
remplacement brusque.
Les Sittelles sont des oiseaux qui ressemblent
un peu aux pics.
En Iran, il existe en deux espèces Sitta tephronota
et Sitta neumayer ;
En 1974, Mayr a mesuré la longueur des becs
de ces deux oiseaux dans différentes régions.
Dans les aires A et B, seule S. neumayer
est présente. Il y a présence des deux espèces
dans une zone de chevauchement (C, D, E, F, G).
S. tephronota quant à elle est seule dans les
aires H à M.
Sitta neumayer
Sitta tephronota
On voit que chaque espèce occupe une
niche écologique.
Sitta tephronota a un bec plus long lorsque les deux
espèces sont présentes.
Elle se spécialise dans son régime alimentaire et
mange alors des insectes présents plus profond
sous les écorces.
Réciproquement pour S. neumayer
Cette notion a été découverte par Darwin lors
d'un escale aux îles Galapagos, pendant
son tour du Monde sur le Beagle.
les îles Galapagos
les « pinsons » diffèrent par leurs becs
les « pinsons » d'Hawaï
Par la suite, Darwin a introduit le concept de
sélection sexuelle.
À côté de l'avantage de surbie, il existe un
avantage reproductif dû à la « beauté » ou à la force.
Les femelles préfèrent les mâles forts et beaux.
Les veuf à longues queues :
Les veuves noires sont spécialement attirées par les
mâles qui ont une longue queue. Un mâle pourvu
d’un appendice de longue taille peut séduire plusieurs
femelles alors que ceux dont les rectrices sont
trop courtes reste seul…
L’oiseau veuve noire à longue queue est un oiseau
forestier des forêts du Kenya qui a été bien étudié
par le suédois Malte Anderson. Celui ci a capturé
36 mâles ; il a constitué 4 lots :
Dans le groupe 1, il a coupé 14 cm de la queue
des mâles.
Dans le groupe 2, il a collé les plumes prélevées
au groupe 1 pour allonger la queue de 14 cm.
Les groupes 3 et 4 constituent des groupes témoins :
Dans le groupe 3, il coupe 14 cm de queue et
les recolle.
Dans le groupe 4, les mâles sont relâchés sans
mutilation aucune.
Après avoir été “traité” chaque mâle s’est réinstallé
dans son territoire.
Les mâles du groupe 2 séduisent 4 fois plus de
femelles que ceux du groupe 1.
Les deux groupes témoins ont un succès reproductif
intermédiaire.
Comment va évoluer le phénotype caudal de ces
infortunés veufs noirs ? Leur queue va-t-elle
s'allonger ?
Phénomène de convergence.
Le dessein intelligent cherche à répondre à la
constatation que le même plan d'organisation
se retouve plusieurs fois dans le monde animal.
Ainsi, en Amérique du Sud, dans les terrains datés
de - 65 à - 40 MA, on ne trouve pas de fossiles de
Mammifères Euthériens sauf pour deux groupes :
Les Condylarthres, groupe aujourd'hui éteit
comprenaient les Litopternes (ressemblant pour certains
à des dromadaires, pour d’autres à des chevaux),
les Notongulés (groupe qui comprend des animaux,
les Toxodontes ressemblant à des rhinocéros et d'autres,
les Typothériens, à des castors) et les Astropothériens.
Comment se fait-il que des animaux si éloignés
dans la classification systématique aient une si forte
ressemblance ?
Autre exemple : le Thylacine ou loup marsupial.
Surtout, son crâne et spécialement ses dents
ressemblent à celle de son « analogue » placentaire.
loup
chat
écureuil
castor
skunk
taupe
rat
Le phénomène est donc fréquent.
Il s'agit d'une convergence, encore nommée
homoplasie.
(C'est à dire un caractère commun non dérivé d'un
ancètre commun.)
Le pouce du panda
Le pouce du panda
Le pouce du panda
Le pouce du panda
Le pouce du panda
Mais si l'on veut jouer avec une comparaison, il faut
dire que la sélection naturelle opère à la manière non
d'un ingénieur, mais d'un bricoleur ; un bricoleur qui ne
sait pas encore ce qu'il va produire, mais récupère
tout ce qui lui tombe sous la main, les objets les plus
hétéroclites, bouts de ficelle, morceaux de bois,
vieux cartons pouvant éventuellement lui fournir des
matériaux ; bref, un bricoleur qui profite de ce qu'il
trouve autour de lui pour en tirer quelque objet utilisable.
François Jacob
Le pouce du panda
Simocyon batalleri : un ancètre du Panda
Simocyon batalleri possède déjà un « sixième doigt »
Pourquoi les femmes ont des seins ?
En effet, elles sont les seules femelles de primate
qui ont des seins permanents.
Les femelles de chimpanzée ont des seins gonflés
pendant l'allaitement.
Les femelles sont velues sauf les fesses qui signalent
leur œstrus
Cela correspond à une étape de la parade sexuelle :
preque tous les mammifères s'accouplent par derrière.
Seuls les chimpanzées bonobos utilisent l'accouplement
de face
Ainsi que les humains
position de « la levrette »
position « du missionaire »
D'après le biologiste Desmond Morris, les seins
sont un auto-mimétisme de fesses.
D'après le biologiste Desmond Morris, les seins
sont un auto-mimétisme de fesses.
L'auto-mimétisme génital est fréquent : le Mandrill
Theropithecus gelada
La publicité, l'art et l'érotisme se servent de cet automimétisme.
René
Magritte
« le viol »
Pourquoi y a-t-il autant de mâles que de femelles ?
Il semblerait plus économique de n'avoir que quelques
mâles qui féconderaient toutes les femelles.
Les mâles pour « satisfaire », pour protéger, nourrir
les femelles.
Il existe beaucoup d'espèces de mammifères à « harem ».
♂
♀
Les mâles se livent d'âpres combats pour se
partager les femelles. Beaucoup de perdants,
c'est à dire beaucoup de célibataires.
Les mâles gagnant se constituent un harem de
12 à 40 femelles.
Les mâles surveillent leur territoire jalousement
pendant 2 mois et ne s’alimentent pas, de peur de
perdre leur harem.
Supposons que la proportions de spermatozoïdes
X et Y soit réglée par un gène. Des allèles, codominants
modifient la proportion de départ 50% 50%.
Prenons l'allèle M qui donne 3 % de mâles, et N qui
en donne 50 %.
L'allèle M semble plus intéressant :
- pas de « bouches inutiles »
- pas de combats épuisants
Un mâle (MM) a environ 30 filles et 1 fils
Un mâle (MN) a environ 20 filles et 10 fils
Un mâle (NN) a environ 15 filles et 15 fils
Le mâle (MM) aura environ 60 + 60 petits enfants.
Le mâle (MN) aura environ 40 + 600 petits enfants.
Le mâle (NN) aura environ 30 + 900 petits enfants.
L'allèle N se diffuse beacoup plus et fait régresser
l'allèle M.
L'équilibre est atteint lorsque le sex ratio est 50-50.
Il n'y a pas de sélection de parentèle.
La sélection naturelle n'optimise pas l'intérêt
du groupe mais celui de chaque individu.
Edgard O Wilson s'est posé dans ce contexte la
question de « l'altruisme ».
En sauvant un apparenté, on préserve la diffusion
de ses propres allèles. Donc ce comportement peut être
favorisé par la sélection naturelle.
L'évolution est-elle un « progrès » ?
Il semberait que passer de la bactérie (?) originelle
à l'Humain représente une amélioration.
Cela est-il dû à un sens de l'évolution, c'est-à-dire
à un projet, une finalité ?
Théorie du mur de Stephen Jay Gould
Mutation qui améliore = progrès
Mutation qui détériore = régression
Mutation qui fait disparaitre
Les parasites sont adaptés :
- la seule chose importante, c'est la reproduction.
Les gastéropodes de la famille de Eulimidés :
Eulimia, est normal
(parasite des Astéries)
Mucronalia est fixé sur son hôte, un synapte (holoturie).
Les yeux ont disparu.
Chez Stylifer, parasite d'oursins, le pied est réduit
à une ébauche.
Chez Gastérosyphon, parasite d'holoturies
plus de coquille, plus d'enroulement, plus d'instestin
plus de communication externe. Animal hermaphrodite.
Chez Entérocolax, Entéroconcha, Enteroxenos
il ne reste plus guère que les gonades.
Cette évolution régressive n'est pas le propre des
Gaséropodes.
On la trouve chez la Baudroie Cryptopsaras couesii
Le mâle parasite
de la femelle
Et Melanocetus
La Sacculina est un parasite des crabes.
Oeufs
le crabe
parasité
devient
toujours
une
femelle.
Seule la larve Nauplius indique encore que
la Sacculina est un Crustacé Cirripède
D'autres Crustacés Cirripèdes : les Balanes
Mais, l'Homme est au sommet
de la « création », non !?
Le premier arbre, tel que
l'a dessiné Charles Darwin
Permières représentations
L'homme est au
sommet de la création
Une vision de l'Évolution
par « règnes »
Plantes
Protistes
Animaux
Une vision de « l'Arbre de la Vie »
Qui correspond à l'augmentation du nombre de familles
Divergence de la myoglobine – ensemble des êtres vivants.
Buisson du vivant
Nous sommes ici
avec le maïs
et le coprin
La conception actuelle : un buisson avec des
extinctions qui laissent survivre des généralistes.