Evolution et Biodiversite
En 1859, Charles Darwin publie 'De l'origine des especes', proposant une theorie revolutionnaire pour expliquer la diversite du vivant. Il observe que les individus d'une meme espece presentent des variations naturelles (taille, couleur, resistance)....
Cours
La theorie de Darwin et la selection naturelle
En 1859, Charles Darwin publie 'De l'origine des especes', proposant une theorie revolutionnaire pour expliquer la diversite du vivant. Il observe que les individus d'une meme espece presentent des variations naturelles (taille, couleur, resistance). Dans un environnement donne, certaines de ces variations conferent un avantage pour survivre et se reproduire : c'est l'adaptation. Par exemple, les pinsons des Galapagos possedent des becs de formes differentes adaptes a leur nourriture specifique. Les individus les mieux adaptes ont une meilleure survie et une descendance plus nombreuse, transmettant ainsi leurs caracteres avantageux. Ce processus, nomme selection naturelle, agit comme un 'filtre' environnemental qui, sur des milliers de generations, peut modifier profondement les populations. Darwin comprend aussi que toutes les especes partagent une ascendance commune, se diversifiant lentement par 'descendance avec modification'. Cette theorie unifie la biologie en fournissant un mecanisme explicatif puissant a l'evolution.
Les preuves de l'evolution : fossiles, anatomie et genetique
L'evolution n'est pas une simple hypothese mais un fait etabli par de multiples preuves convergentes. La paleontologie revele, dans les couches geologiques, une succession d'especes fossiles. Par exemple, la lignee du cheval montre une transition graduelle, sur 60 millions d'annees, d'un petit animal forestier a cinq doigts (Hyracotherium) vers le grand herbivore a sabot unique actuel. L'anatomie comparee met en evidence des structures homologues, comme le membre pentadactyle (a cinq doigts) present chez le bras humain, l'aile de la chauve-souris et la nageoire du dauphin, temoignant d'une origine commune modifiee par l'evolution. A l'inverse, des structures analogues (ailes d'insecte et d'oiseau) resultent d'une adaptation convergente a un meme milieu. La genetique moderne apporte la preuve definitive : l'ADN, support universel de l'heredite, presente des similitudes d'autant plus grandes que les especes sont proches phylogenetiquement. L'homme et le chimpanze partagent ainsi environ 98% de leur genome, confirmant une parente evolutive etroite.
La speciation et la construction des arbres phylogenetiques
La speciation est le processus de formation de nouvelles especes. Elle resulte generalement de l'isolement reproductif entre populations d'une meme espece ancestrale. Cet isolement peut etre geographique (speciation allopatrique), comme la separation des populations par une chaine de montagnes ou un bras de mer. Soumises a des pressions de selection differentes, ces populations accumulent des differences genetiques. Si l'isolement dure suffisamment longtemps, les individus des deux populations ne peuvent plus se reproduire entre eux meme s'ils se retrouvent : deux especes distinctes sont nees. Les arbres phylogenetiques, ou arbres evolutifs, sont des representations schematiques de ces relations de parente. Chaque embranchement (noeud) represente un ancetre commun hypothetique. La longueur des branches peut indiquer le temps ou le degre de changement evolutif. Ces arbres sont construits en comparant des caracteres homologues (morphologiques ou moleculaires) pour etablir des groupes monophyletiques, qui incluent un ancetre commun et tous ses descendants. Ils illustrent l'histoire buissonnante et non lineaire de la vie.
Les grandes crises biologiques de l'histoire de la Terre
L'histoire de la biodiversite est ponctuee par des crises majeures, des evenements geologiques rapides a l'echelle des temps geologiques qui ont cause l'extinction massive d'especes. La plus celebre est la crise Cretace-Tertiaire (K-T), il y a 66 millions d'annees, qui vit disparaitre environ 76% des especes, dont les dinosaures non-aviens. La cause principale est probablement l'impact d'une meteorite geante au Mexique, combine a une intense activite volcanique en Inde, obscurcissant l'atmosphere et perturbant le climat. La crise Permien-Trias, il y a 252 millions d'annees, fut bien plus devastatrice, eliminant pres de 95% des especes marines et 70% des vertebres terrestres, liee a des eruptions volcaniques massives en Siberie. Paradoxalement, ces crises, en liberant des niches ecologiques, ont ouvert la voie a de grandes radiations adaptatives. Par exemple, apres la disparition des dinosaures, les mammiferes, petits et discrets, ont connu une diversification explosive, donnant naissance a la grande variete de formes actuelles, des chauves-souris aux baleines.
La biodiversite actuelle, ses menaces et la sixieme extinction
La biodiversite actuelle, resultat de 3,8 milliards d'annees d'evolution, designe la diversite des genes, des especes et des ecosystemes. On estime a environ 8,7 millions le nombre d'especes eucaryotes, dont seulement 1,7 million sont decrites. Cette biodiversite est essentielle aux services ecosystemiques (pollinisation, purification de l'eau, fertilite des sols). Or, elle decline a un rythme sans precedent depuis la derniere crise majeure. Les scientifiques alertent sur une 'sixieme extinction de masse', directement causee par les activites humaines. Les principales menaces sont la destruction et la fragmentation des habitats (deforestation, urbanisation), la surexploitation des ressources (surpeche, braconnage), l'introduction d'especes invasives, la pollution (plastique, pesticides) et le changement climatique. Le taux d'extinction actuel est estime entre 100 et 1000 fois superieur au taux naturel. Par exemple, la population de vertebres sauvages a decline de 69% en moyenne depuis 1970 selon le WWF. Cette erosion menace la resilience des ecosystemes et, in fine, les fondements memes de nos societes.
Vocabulaire
Mecanisme evolutif par lequel les individus presentant des caracteres avantageux dans un environnement donne ont une meilleure survie et une descendance plus nombreuse, transmettant ainsi ces caracteres.
Trace ou reste d'un organisme conserve dans les roches sedimentaires, temoignant de formes de vie disparues et de leur evolution.
Processus de formation de nouvelles especes a partir d'une espece ancestrale, generalement par isolement reproductif et divergence genetique.
Representation schematique en forme d'arbre montrant les relations de parente evolutive entre differents groupes d'organismes.
Evenement geologique bref a l'echelle des temps geologiques provoquant une extinction massive et rapide d'especes a l'echelle mondiale.
Contraction de 'diversite biologique', designant la variete du vivant a tous les niveaux : genes, especes et ecosystemes.
