Charles Darwin et la théorie de l'évolution

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Charles Darwin, naturaliste célèbre pour sa théorie de l'évolution.

Qui est Charles Darwin ? 

Charles Darwin est un naturaliste paléontologue et géologue du XIXèmesiècle devenu très célèbre pour ses travaux scientifiques sur l’évolution. En 1831, ce jeune scientifique de seulement 22 ans embarque à bord d’un navire d’exploration, le Beagle, pour un tour du monde de plusieurs années. Au cours de son périple, Charles Darwin a l’occasion d’observer une multitude d’espèces (faune et flore) et ce, dans des milieux très divers. Toutes ces observations sont recensées dans son carnet de voyage. 

Ces notes s’inscrivent comme les prémices de longues études sur l’évolution et ses principes que Charles Darwin ne publiera que plus de 20 ans plus tard dans un ouvrage nommé « L’origine des espèces » (1859). Dans un climat encore majoritairement créationniste, cette parution fait l’objet de vives critiques qui viennent mener à mal les théories du scientifique.  

Qu’est-ce que la théorie de l’évolution ?

La théorie de l’évolution postulée par Charles Darwin suggère que toutes les espèces, animales comme végétales ou même bactériennes, sont en perpétuelle transformation. Cette évolution au cours des temps géologiques – milliers à millions d’années – provoque l’apparition de nouvelles espèces, mais aussi la disparition d’autres.  

Prenons l’exemple des différentes espèces de pinsons des îles Galápagos observées par Charles Darwin à bord du Beagle. L’observation de leur bec en est une bonne illustration. 

Sur une île isolée où la nourriture est majoritairement constituée de fruits à coque, les pinsons disposent d’un gros bec. A l’inverse, sur une île éloignée où les insectes sont omniprésents, les pinsons présentent un petit bec fin. Bien que les spécimens se ressemblent, la forme du bec constitue un trait morphologique très variable.

Illustration des pinsons de Darwin

L’analyse des spécimens ramenés par Darwin révèle alors que toutes ces variétés ne sont pas que lointainement cousines, mais appartiennent bien à une même famille ! L’hypothèse serait donc qu’elles sont issues d’une même espèce ayant migré sur différentes îles, et évolué différemment sur chacune d’elles au cours du temps pour finir par se différencier en différentes espèces distinctes.  

Comment expliquer l’apparition de différentes espèces de pinsons ? 

Imaginons un groupe d’individus de l’espèce, c’est-à-dire une population, qui s’installent sur une île. Les fruits à coque dominent tandis que les insectes sont rares. Progressivement, les individus de la population qui disposent d’un bec assez fin ne peuvent plus se nourrir et meurent. A l’inverse, ceux au bec plus gros survivent et se reproduisent. A travers les générations, il ne reste alors qu’une population au gros bec qui se différencie de l’espèce d’origine pour donner naissance à une nouvelle ! 

Mais sur quels principes repose la théorie de l’évolution ?

Les variations entre individus

L’un des piliers de la théorie de l’évolution est le principe de variations entre individus d’une même espèce. Tous les individus d’une même espèce sont différents. Cette différence est provoquée par des variations spontanées dans la machinerie interne des individus. C. Darwin suggère également que ces variations peuvent se transmettre aux générations suivantes par le biais de l’hérédité.  

« Certes nous avons beaucoup de caractéristiques communes, mais nous avons aussi beaucoup de différences. C’est justement ce que montrait Darwin. Au sein d’une même espèce, des variations surviennent au cours du temps, et peuvent se transmettre à la descendance.» explique M. Patrick Michaely, responsable de l’unité communication et relations publiques du Musée national d’histoire naturelle.

En reprenant l’exemple des pinsons : A l’origine, l’espèce de pinsons comprend plusieurs individus. Tous sont différents avec quelques-uns au bec un peu plus gros et d’autres au bec un peu plus fin. Les pinsons qui peuvent se reproduire transmettent par hérédité certains de leurs traits à leur descendance, comme la taille et la forme du bec p.ex.

La sélection naturelle

L’autre grand principe de la théorie de l’évolution est la sélection naturelle. Elle définit que les individus d’une espèce les plus avantagés dans un environnement pourront se reproduire et transmettre leurs traits avantageux (p.ex. forme du bec) à la descendance, tandis que les moins avantagés ne pourront survivre. La sélection naturelle est donc intimement dépendante de la variation entre individus d’une espèce, sans quoi elle ne peut avoir lieu. Darwin a introduit ce principe en opposition à la sélection artificielle faite par les éleveurs ou agriculteurs qui choisissent quels individus et quels traits conserver (p.ex. plan de maïs les plus garnis). 

Retournons à nos pinsons : Sur l’île où les conditions environnementales privilégient les fruits à coque, les individus de la population qui ont les becs les plus fins sont défavorisés par rapport au gros bec de leurs congénères. Ces derniers accèdent facilement à la nourriture, et peuvent ainsi survivre et se reproduire. A l’inverse, les pinsons au bec fin ne peuvent survivre dans ce milieu et disparaissent progressivement. 

Pour ce 210ème anniversaire de Darwin, le Musée d’histoire naturelle du Luxembourg vous réserve nombre de surprises sur ce scientifique hors du commun et les secrets de l’évolution ! Pour plus d’informations, consultez leur site ou page Facebook.

La théorie de l’évolution vue aujourd’hui

« A l’époque de Darwin, la génétique n’était pas encore là pour préciser sa théorie de l’évolution. Les critiques formulées, notamment par les créationnistes, ne pouvaient être efficacement contrées. » explique M. Patrick Michaely. 

C. Darwin ne disposait pas des outils de la génétique pour expliquer correctement d’où venaient ces variations spontanées et héréditaires entre individus d’une même espèce. Les avancées scientifiques de ces derniers siècles ont permis de mettre en évidence que ces variations sont d’origine génétique. 

Le génome, qui est l’ensemble de l’ADN d’un individu, est présent dans toutes nos cellules du corps. Ce dernier peut être sujet à des modifications comme p.ex. des mutations ou des recombinaisons génétiques. Ces phénomènes qui modifient le génome sont en grande partie responsables des variations entre individus d’une même espèce. 

Une mutation est une modification d’un gène (un gène est une séquence de l’ADN bien définie, qui donne les instructions pour un caractère, par exemple la couleur des yeux). Ainsi, si un changement s’opère dans le gène, le caractère peut aussi être changé. Les mutations de la séquence peuvent être de multiples ordres comme des insertions, des délétions, des substitutions etc.  

Les recombinaisons génétiques sont-elles des échanges de séquences d’ADN aléatoires qui se déroulent dans les cellules reproductrices de l’organisme, c’est-à-dire les cellules qui vont donner la moitié de leur matériel génétique lors de la fécondation entre un ovule (femelle) et un spermatozoïde (mâle). Ces recombinaisons génétiques ont le plus souvent lieu au cours de la méiose, un processus de division cellulaire important pour la transmission du matériel génétique. De par ce brassage entre morceaux du génome, de nouveaux gènes ou caractères héréditaires peuvent apparaître chez la descendance.  

Auteur : Constance Lausecker

Photo : Wikimedia Commons & Constance Lausecker

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La théorie de l’évolution au MNHN

Qu’est-ce que la vie ? Quelles ont été les grandes étapes de l’évolution ? De la sortie des eaux à la conquête terrestre, le Musée national d’histoire naturelle du Luxembourg te transporte dans l’histoire de la vie. A travers plusieurs salles dédiées, plonge au cœur de la théorie de l’évolution et découvre ses mécanismes de manière interactive ! 

La recherche sur l’évolution des plantes au MNHN

Le Musée national d’histoire naturelle dispose de plusieurs pôles de recherche. Parmi eux, une équipe de chercheurs s’intéresse à l’évolution et ses processus au sein de populations de plantes. C’est ce qu’on appelle la biologie des populations, qui est aussi applicable à la faune. 

D’un site à l’autre, les conditions environnementales peuvent être très différentes  (p.ex. en basse altitude, les variations météorologiques sont moins prononcées tandis qu’en haute altitude, les conditions de vie sont plus extrêmes). Les chercheurs du MNHN s’intéressent à une espèce de plante spécifique comprenant des populations en des sites différents et observent que ces dernières peuvent avoir des caractéristiques morphologiques et génétiques qui diffèrent. 

Ces observations peuvent être expliquées par la théorie de l’évolution qui suggère que les facteurs de sélection locaux vont agir sur le succès de reproduction d’une population et peuvent ainsi engendrer une différenciation génétique entre les populations d’une même espèce. En analysant des milliers d’individus provenant de nombreuses populations le long d’un gradient climatique p.ex., les chercheurs du MNHN tentent de comprendre comment l’évolution a façonné les divergences entre ces différentes populations d’une même espèce, le tout d’un point de vue géographique et temporel. 

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