Sélection naturelle

Darwin

Entre 1831 et 1836, Charles Darwin a navigué avec le H.M.S Beagle vers les îles Galápagos. Darwin a remarqué que les plantes et les animaux étaient similaires d'une île à l'autre, mais qu'ils possédaient certaines caractéristiques qui les distinguaient des autres. Ses observations sur les pinsons en sont la meilleure illustration (Figure 1).

Fig. 1 - Comparaison des becs de quatre espèces de pinsons des Galápagos (Public domain).

Darwin a remarqué que les pinsons des Galápagos avaient une taille et une couleur similaires, mais des formes de becs et des habitudes alimentaires différentes. Il a ensuite émis l'hypothèse que les différentes espèces de pinsons des Galápagos ont un ancêtre commun, mais qu'ils ont changé au fil du temps pour s'adapter à leurs différents habitats. La principale différence réside dans la forme de leur bec, qui s'est adapté à la nourriture dont ils disposaient.

Ces observations sont devenues le fondement de la théorie de l'évolution par la sélection naturelle que Darwin a présentée dans son livre, L'Origine des espèces (On the Origin of Species en anglais).

Wallace

Bien que moins connu que Darwin, un autre scientifique a contribué à la théorie de l'évolution par sélection naturelle. Comme Darwin, Alfred Russel Wallace était un naturaliste qui a parcouru le monde et observé différentes espèces de plantes et d'animaux.

À partir de ses observations, Wallace a émis l'hypothèse en 1855 que les formes de vie évoluent, mais il n'avait pas d'explication sur les raisons de cette évolution. Puis, en 1858, alors qu'il souffrait de paludisme, il s'est soudainement rendu compte que les formes de vie évoluent en s'adaptant à leur environnement spécifique.

Fort de cette prise de conscience, Wallace s'est rapproché de Darwin, et tous deux ont discuté de leurs observations et de leurs idées sur l'évolution et la sélection naturelle. Puis, en 1859, Darwin a publié son livre, L'Origine des espèces.

Bien que la théorie de l'évolution soit souvent attribuée uniquement à Darwin, Wallace mérite également d'être crédité pour ses contributions.

Théorie de l’évolution

La sélection naturelle est un processus par lequel les individus possédant des traits qui les aident à survivre dans leur environnement sont capables de se reproduire davantage grâce à ces traits. En termes plus simples, il s'agit de la « survie du plus apte ».

La capacité inégale de survivre et de se reproduire signifie que les individus possédant de meilleures caractéristiques seront plus nombreux que ceux possédant des caractéristiques moins favorables. Au fil du temps, la composition génétique de la population change progressivement, un processus connu sous le nom d'évolution. C'est pourquoi la sélection naturelle est le mécanisme de l'évolution.

Darwin a montré que l'évolution par la sélection naturelle est à l'origine de la diversité des formes de vie.

Comment fonctionne la sélection naturelle ?

La sélection naturelle fonctionne selon trois principes :

• la plupart des traits sont transmis du parent à la progéniture ;

• il y a plus de descendants que ce que leur environnement peut supporter, ce qui entraîne une compétition ;

• les variations phénotypiques (ou variations des traits) entraîneront des taux de survie et de reproduction différents parmi la progéniture. Les individus dont les traits sont plus adaptés à l'environnement ont de meilleures chances de survie et de reproduction et, par conséquent, peuvent transmettre ces traits à leur progéniture.

Les pressions sélectives sont des facteurs externes qui affectent les chances de survie d'un organisme dans son environnement. Les pressions sélectives peuvent soit augmenter, soit diminuer l'occurrence d'un trait dans une population à un moment donné.

Les pressions sélectives comprennent :

• la disponibilité des ressources, telles que la nourriture et l'espace ;

• les conditions environnementales, telles que la température et l'accès géographique ;

• les facteurs biologiques, tels que les prédateurs et les maladies.

Les pressions sélectives ne sont pas constantes puisque les conditions peuvent changer. Cela signifie que ce qui peut être favorable dans un environnement à un moment donné peut ne pas l'être dans un autre.

C'est pourquoi la variation génétique est importante. Les populations présentant une plus grande variation génétique sont plus résilientes, car il est probable qu'un ou plusieurs individus possèdent les traits nécessaires pour survivre aux nouvelles conditions, qu'il s'agisse de changements climatiques, de maladies ou de l'évolution de leurs prédateurs.

Types de sélection

Il existe trois principaux types de sélection :

• la sélection stabilisante ;

• la sélection directionnelle ;

• la sélection divergente ou disruptive.

Dans la section suivante, nous allons aborder chaque type de sélection naturelle :

La sélection stabilisante

La sélection stabilisante réserve le trait moyen en sélectionnant contre les traits extrêmes. Elle favorise la majorité moyenne de la population. Elle fonctionne principalement sur les traits qui sont contrôlés par plus d'un gène. Cela signifie que ce que nous voyons est généralement un mélange de gènes.

Sélection directionnelle

La sélection directionnelle modifie les traits d'une population en favorisant un trait extrême.

• Certains traits sont discrets : ils sont exprimés comme distincts et séparés (comme la couleur des yeux). Pour les traits discrets, la sélection directionnelle favorise une variété (par exemple, uniquement les yeux marron).

• D'autres traits sont continus : ils sont exprimés sous la forme d'un large éventail de valeurs (comme la longueur de la fourrure). Pour les traits continus, la sélection directionnelle favorise la valeur la plus élevée ou la plus faible (par exemple, uniquement la fourrure longue).

Sélection divergente

La sélection divergente favorise plusieurs phénotypes extrêmes plutôt que des phénotypes intermédiaires et constitue la forme de sélection la moins courante. Ce type de sélection se produit lorsque les phénotypes extrêmes ont plus de succès que les formes intermédiaires dans le même habitat.

Évolution

L'évolution est le changement des caractéristiques héréditaires des populations sur plusieurs générations. Ceci est rendu possible par la sélection naturelle agissant sur la variation au sein d'une population. Grâce à l'évolution, les populations peuvent s'adapter aux conditions de leur environnement.

Variabilité génétique

La variabilité génétique est cruciale pour que l'évolution se produise. L'adaptation ne serait pas possible sans variabilité, car l'environnement change au fil du temps. À un moment donné, dans une grande population présentant un large éventail de phénotypes, tous les individus ne seront pas adaptés de manière optimale à l'environnement actuel. Cependant, certains de ces individus posséderont des allèles bien adaptés à différentes conditions. Lorsque les conditions environnementales changent, ces individus survivront et transmettront leurs gènes.

Que se passe-t-il lorsqu'une population devient trop petite ?

À l'inverse, une petite population présentant une faible variabilité génétique pourrait ne pas survivre à de tels changements. Il se peut qu'il n'y ait tout simplement pas d'individu qui possède un phénotype adapté aux nouvelles conditions.

Le hasard peut également affecter les allèles qui sont transmis à la génération suivante dans une petite population ; au fil du temps, certains allèles peuvent être perdus ou favorisés de manière aléatoire. La dérive génétique est le changement graduel des fréquences des allèles dans une population, dû au hasard plutôt qu'à la sélection naturelle. C'est pourquoi les petites populations sont beaucoup plus vulnérables aux changements soudains de leur environnement. Plus une population est petite, plus ses chances de survie sont faibles.