Sélection naturelle et évolution

-----------------------------------------------

L'essentiel

La sélection naturelle est le mécanisme selon lequel les espèces ont évolué en s'adaptant à leur environnement. La théorie de la sélection naturelle permet de comprendre et d'interpréter quelles sont les interactions entre une population (animale ou végétale) et son environnement (au sens large). Cette théorie est aussi appelée le darwinisme, par référence à Charles Darwin (1809-1882) qui élabora et proposa cette théorie en 1859.

La fiche

Sélection naturelle
Prédominance de certaines populations, avantage sélectif
Si une certaine population se reproduit plus que les autres (par exemple, parce qu'elle peut mieux échapper à ses prédateurs, parce qu'elle produit plus de graines), alors sa descendance est évidemment plus nombreuse que les autres. Si d'autre part cette population est porteuse d'un caractère particulier, alors sa descendance est susceptible de développer aussi ce caractère, et on pourra progressivement voir la fréquence du caractère augmenter parmi les individus. Inversement, un désavantage sélectif voit sa fréquence diminuer et progressivement disparaître.
Ce processus de sélection naturelle permet donc un développement de caractères au fil des générations, et une extinction d'autres.
Bien sûr, si l'environnement change, alors les variations les plus propices à la survie ou à la reproduction vont mieux se transmettre. Les caractères de la population devront progressivement aussi évoluer. Cette interaction explique l'adaptation héréditaire d'une espèce à son environnement.
Sélection sexuelle et sélection pour la survie
On peut distinguer deux types de sélection :
  • la sélection pour la survie, à savoir échapper aux prédateurs (y compris virus et bactéries) et accéder à la nourriture ;
  • la sélection sexuelle : dans le cas d'une reproduction sexuée, obtenir une descendance implique de trouver un partenaire.
Exemple chez les animaux : la « sélection naturelle » est le résultat du milieu (ressources, prédateurs, modification par l'homme de l'environnement) et des comportements dans le groupe (par exemple, la compétition entre deux chefs de meute).
Cette sélection explique que l'on puisse trouver dans la nature, chez les mâles, des comportements surprenants ou des caractères qui au premier abord s'opposent à la survie de l'espèce : la queue voyante du paon et son attitude en période de reproduction relèvent ainsi du domaine de la sélection sexuelle, mais l'exposent beaucoup plus aux dangers. De même, l'araignée mâle se suicide après reproduction.
D'ailleurs, chez les animaux, une femelle choisit son partenaire précisément parce que ses attributs vont à l'encontre de sa survie : malgré une exposition plus grande aux dangers, sa survie est le signe d'une plus grande performance (santé, intelligence, etc.). Au contraire, le mâle s'intéresse lui à une femelle qui présente des signes réels de fécondité.
Souplesse génétique
Le brassage génétique qui fait suite à la fécondation permet une grande diversité génétique et l'expression de divers caractères. Cette diversité permet effectivement que s'opère une sélection. Si une telle diversité n'existait pas, alors toute variation du milieu induirait la disparition de l'espèce, celle-ci ne pouvant s'adapter. Les réarrangements chromosomiques et les multiples combinaisons génétiques lors de la fécondation (la théorie de Mendel) génèrent une variation héréditaire et autorisent la sélection (naturelle).
Avec l'avènement de la génétique, il est devenu possible de fournir une base précise à la transmission des caractères et même de construire des modèles mathématiques.
L'environnement est ainsi un facteur déterminant sur l'orientation progressive des propriétés des générations. Au contraire, les éleveurs domestiques ou les cultivateurs pratiquent la sélection artificielle, absente de la nature. C'est le résultat de la sélection par l'éleveur d'un individu intéressant (par exemple un bœuf, un chien, une rose).
Applications de la sélection naturelle
Diversification de la vie
L'évolution permet d'expliquer comment la vie a évolué depuis ses premières formes, jusqu'à l'ensemble des êtres vivants que l'on rencontre actuellement sur Terre. La phylogénie est l'étude de cette lente évolution.
Zoom
Arbre phylogénétique des reptiles, oiseaux et mammifères© rue des écoles
Arbre phylogénétique des reptiles, oiseaux et mammifères
Les facteurs liés à la survie d'une espèce ne dépendent cependant pas uniquement de considérations génétiques. S'il est difficile de parler de « culture » à proprement parler pour les animaux, certains apprentissages sont indispensables pour pérenniser les caractères de survie.
Exemple : chez les oiseaux, le chant est indispensable à la survie, mais c'est un apprentissage.
Cas de l'Homme
Les transformations humaines ne sont pas explicables par l'évolution seule. La culture a une influence notable. En raison des implications que représente cette théorie avec l'origine de l'humanité, l'Évolution fait régulièrement l'objet de controverses, notamment religieuses, philosophiques ou politiques.
Exemple : aux États-Unis et au Canada, il existe depuis peu une véritable querelle entre les « évolutionnistes » et les « créationnistes » chrétiens, qui a des implications politiques.
Mécanismes naturels
De plus en plus, il est fait mention de la résistance croissante des bactéries aux antibiotiques actuellement disponibles. En effet, par un processus d'adaptation, les bactéries utilisent le matériel génétique présent dans le milieu, ce qui ne modifie pas leur population mais contribue lentement à la sélection naturelle des meilleures bactéries.
Les virus sont responsables des infections virales, mais peuvent aussi participer à des sauts entre espèces. Dans ce cas, c'est la cellule infectée qui participe à la reproduction du caractère viral et à l'adaptation du virus à plusieurs espèces.
Exemples : le virus de la grippe aviaire concerne les oiseaux, mais pourrait être transmis à l'homme après avoir subi une évolution de son génome au sein des cellules du porc.
De même, chez la plante du tabac ou le chrysanthème, le virus de la mosaïque, dont l'effet est de décolorer et déformer le feuillage des plantes atteintes et quelquefois les fruits, est combattu par l'utilisation progressive de variétés naturellement de plus en plus résistantes.
Les grandes étapes de l'évolution et de l'histoire de la vie
Il y a environ 4,5 milliards d'années, l'abaissement de la température à la surface de la Terre a permis à l'eau de se liquéfier et s'étendre sous la forme d'océans. Les premières molécules organiques (étape appelée « soupe primordiale ») apparaissent, suivent les premières molécules génétiques (comportant des gènes donc autoreproductibles). On estime que les premières cellules biologiques datent d'il y a 4 milliards d'années. À ce moment-là a débuté la diversification des êtres vivants, qui se sont progressivement répartis en quelques grands règnes (animal, végétal, bactérien).
Zoom
Les principales étapes de l'histoire de la vie© rue des écoles
Les principales étapes de l'histoire de la vie
À partir d'un ancêtre commun à tous les êtres vivants, l'évolution a permis le développement d'une grande diversité d'êtres s'adaptant continuellement et progressivement à leur environnement.
Zoom
L'ordre d'apparition des vertébrés© rue des écoles
L'ordre d'apparition des vertébrés
Exemple : l'extinction des plus grands reptiles vers −300 millions d'années ou la lente acquisition parmi les poissons de caractères leur permettant d'accéder à la Terre (amphibiens) a été suivie du développement d'espèces terrestres plus adaptées comme les mammifères ou les oiseaux.
Zoom
Homologie du membre antérieur chez les vertébrés tétrapodes© rue des écoles
Homologie du membre antérieur chez les vertébrés tétrapodes
La sélection naturelle nécessite une grande variabilité potentielle dans les caractères (afin que puisse s'opérer un choix), et une transmission des caractères par reproduction. Le brassage génétique autorise a priori une grande diversité chez les individus, mais l'adaptation continuelle d'une population à son environnement, sa survie et sa reproduction opèrent la retenue des caractères (anatomiques, physiologiques, etc.) les plus adaptés et finalement, leur transmission par voie héréditaire.

Zoom sur…

Le panda
Le panda est une espèce extrêmement menacée et figure notamment sur la liste des espèces menacées d'extinction, établie par la convention de Washington. Il reste actuellement 1 500 pandas dans le monde ; leur habitat se réduit sans cesse, car les hommes abattent de plus en plus les forêts pour le bois et l'agriculture, il reste donc de moins en moins de bambous, d'autant que cette espèce met environ 10 ans pour se renouveler et arriver à maturité. L'espèce panda doit s'adapter au cycle de vie lent du bambou. L'environnement des pandas est donc de moins en moins adapté à leur survie. Sans compter le prédateur « homme » qui le tue pour son pelage (braconnage) ou les « prédateurs » mécaniques comme les pièges placés pour attraper d'autres animaux, ou encore la pollution. D'autre part, le panda est une espèce solitaire qui s'expose à des croisements au sein de sa propre famille. Ces croisements, comme dans le cas des humains, fragilisent sa résistance aux maladies. Plusieurs projets de protection ont été lancés en Chine et au Tibet, grâce à la délimitation de réserves.

Pour aller plus loin

Repères bibliographiques
H. Le Guyader, L'évolution, « Pour la science », Belin, 1998.
P. Dorléans, Il était une fois l'évolution, Ellipses, 2003.
------------------------------------------------------------
copyright © 2006-2018, rue des écoles