L'évolution des êtres vivants

Comment expliquer l'évolution des êtres vivants au cours du temps ? Eléments de réponses dans ce cours donné par Johanna et Jérémie, professeur de SVT.

Croyance : adhésion à une ou des idées sans remise en cause, ni recherche de preuves.

Théorie scientifique : ensemble cohérent d’explications établies et justifiées d’un aspect du monde réel.

Retrouvez le support de cours en PDF.

Les théories de l'évolution

Le transformisme - 1809

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), naturaliste français, prend l'exemple de l'évolution du cou de la girafe pour démontrer sa théorie. Pour lui, le cou des girafes s'est adapté à la hauteur des arbres de la savane au fil des générations, par la transmission du caractère à la descendance "hérédité des caractères acquis".

La sélection naturelle - 1859

Charles Darwin (1809-1882), naturaliste anglais, a voyagé autour du monde à bord du navire le Beagle de 1831 à 1836. Il complique le résultat de ses nombreuses observations dans L'Origine des espèces en 1859.

Par exemple, Darwin compare les différentes espèces de pinsons des îles Galapagos. Les oiseaux vivants sur les différentes îles de l’archipel ont des becs de formes et de tailles différentes selon le type de nourriture le plus présent sur l’île où ils se trouvent. Pour lui, les individus portant les caractères les plus avantageux par rapport aux contraintes de leur environnementes ont une durée de vie plus longue et une meilleure reproduction. Ils transmettent donc ces caractères avantageux à leur descendants qui sont plus nombreux. On trouve donc au fil des générations une augmentation de la fréquence des caractères avantageux dans la population.

Il constate, par exemple, qu'aux Galapagos ou sur d’autres îles très venteuses et très isolées, les insectes qui vivent au bord de la mer volent souvent mal. Il en déduit donc que le vent jette à la mer les insectes volants tandis que ceux qui n’utilisent pas leurs ailes ont de plus grandes chances de survie.

En 1937, des généticiens français proposent un protocole permettant de tester cette hypothèse. Ils testent alors l’hypothèse de Darwin sur la mouche du vinaigre ou Drosophila melanogaster. Le résultat confirme la théorie de Darwin : lorsque le milieu est venteux, le caractère « ailes vestigiales » donne un avantage et la proportion d'individus ayant ce caractère augmente au cours des générations.

Depuis les apports de la génétique au XX^e siècle, nous savons que les mutations, des modifications de l'information génétique, sont à l'origine de la variabilité des caractères entre les individus.

Quelle est la place de la mutation dans l’évolution des êtres vivants ?

Dans le « modèle lamarckien », ce sont les contraintes de l'environnement qui font apparaître de nouveaux caractères par mutation. Ces caractères se transmettent lors de la reprodution.

Dans le « modèle darwinien », de nouveaux caractères apparaissent au hasard des mutations sur lesquelles opère une sélection naturelle par les conditions environnementales.

Pour le découvrir, Ester et Joshua Lederberg, microbiologistes, réalisent une expérience sur les mutations en 1952.

Ils mettent en contact des bactéries E. coli avec un antibiotique, puis sélectionnent les bactéries résistantes. 

Deux hypothèses possibles :
- les bactéries résistantes sont issues de parents déjà résistants avant application de l'antibiotique « modèle darwinien » ;
- les bactéries résistantes sont issues de parents non résistants et elles le sont devenues après application de l'antibiotique « modèle lamarckien ».

Après une mise en culture des bactéries supposées résistantes à l’antibiotique, il les transfèrent par tampon de velours dans un milieu contenant un antibiotique.

Les bactéries mises en culture n’ont jamais été exposées à l’antibiotique. Pourtant ils observent qu'après chaque transfert, des bactéries résistantes à l’antibiotique se développent.

=> Ce n’est donc pas l’antibiotique qui a induit la mutation, elle est apparue spontanément : au hasard ! L’antibiotique exerce une pression de sélection sur les bactéries.