SĂ©lection naturelle

La sĂ©lection naturelle est le mĂ©canisme Ă©volutif qui Ă©tablit que les individus d’une espèce les mieux adaptĂ©s Ă  leur environnement survivent et se reproduisent. En tant que tel, il s’agit d’un processus non alĂ©atoire qui favorise la reproduction et la prolifĂ©ration d’organismes prĂ©sentant certaines caractĂ©ristiques dans des conditions particulières.

La sĂ©lection naturelle contribue Ă  l’ensemble des transformations que vivent les ĂŞtres vivants Ă  travers les gĂ©nĂ©rations, mieux connues sous le nom de Ă©volution. Il existe d’autres facteurs Ă©volutifs tels que les mutations, le flux gĂ©nĂ©tique et la dĂ©rive gĂ©nĂ©tique.

Types de sélection naturelle

  • La sĂ©lection stabilisatrice: les individus exprimant le trait moyen prĂ©valent. Par exemple, le poids des bĂ©bĂ©s humains Ă  la naissance est un trait sous l’influence de la sĂ©lection stabilisatrice. Les bĂ©bĂ©s de poids très faible ou très Ă©levĂ© ne survivent gĂ©nĂ©ralement pas.
  • SĂ©lection directionnelle: les individus Ă  une extrĂ©mitĂ© de la distribution des caractĂ©ristiques sont favorisĂ©s. Par exemple: au fil du temps, les girafes au cou plus long ont prĂ©valu sur les girafes au cou plus court.
  • SĂ©lection perturbatrice: Se produit lorsque les phĂ©notypes extrĂŞmes ont un avantage sur les phĂ©notypes intermĂ©diaires. Par exemple: dans les Ă®les Galapagos, il y a deux populations de pinson du sol moyen Geospiza fortis: une avec un bec plus grand et plus fort spĂ©cialisĂ© dans les graines plus dures et plus grosses, et une autre avec un petit bec spĂ©cialisĂ© dans les graines petites et molles.

Exemples de sélection naturelle

Pour comprendre comment la sélection naturelle fonctionne dans le processus évolutif des espèces biologiques, nous présentons plusieurs exemples illustratifs.

La vitesse des guépards

guépard exécutant la sélection naturelle plus rapidement

Le guĂ©pard (Acinonyx jubatus) a Ă©voluĂ© pour devenir l’un des animaux les plus rapides.

Le guépard (Acinonyx jubatus) est un chat sauvage qui peut atteindre une vitesse de 115 km / h. Comment cet animal a-t-il évolué pour atteindre cette vitesse? La réponse la plus appropriée est la suivante:

Dans un environnement où les ressources alimentaires étaient rares, les guépards les plus rapides étaient ceux qui ont attrapé la proie en premier et ont survécu. Les animaux les plus lents sont morts de malnutrition, tandis que les plus rapides ont pu se reproduire, en transmettant des gènes pour une meilleure réactivité et des muscles de course à leurs enfants.

La fourrure de la souris Peromyscus polionotus

SĂ©lection naturelle de Peromyscus polionotus

La souris des dunes Peromyscus polionotus est de couleur plus claire. CrĂ©dit photo: espèces menacĂ©es de l’USFWS.

La souris Peromyscus polionotus vit dans diverses régions des États-Unis et a plusieurs sous-espèces, avec une couleur de fourrure caractéristique de la région où elles vivent. Par exemple, P. polionotus subgriseus vit dans les sols sombres et a la fourrure plus foncée, tandis que P. polionotus leucocephalus vit dans les dunes de sable et est de couleur plus claire.

Cette adaptation Ă  la couleur du sol oĂą vit chacune de ces sous-espèces les protège des prĂ©dateurs, comme les hiboux. La diffĂ©rence de couleur peut s’expliquer par une mutation du gène responsable de la couleur des cheveux chez les mammifères, le rĂ©cepteur de la mĂ©lanocortine-1.

L’explication selon la sĂ©lection naturelle est la suivante: les souris de couleur claire vivant dans des sols sombres sont plus faciles Ă  capturer par leurs prĂ©dateurs, elles disparaissent donc. Les souris sombres prĂ©valent, elles se multiplient et les gĂ©nĂ©rations suivantes seront de couleur foncĂ©e.

En revanche, dans les sables clairs, la couleur sombre des souris est facilement reconnaissable par un prĂ©dateur, c’est pourquoi elles sont dĂ©savantagĂ©es. Les souris lĂ©gères dans cet environnement seront capables de se reproduire et de transmettre le gène de la couleur claire Ă  leur progĂ©niture.

Dans les deux cas, les individus en tant que tels ne peuvent pas changer la couleur de leur fourrure, mĂŞme si leur environnement change; c’est-Ă -dire que si nous plaçons une souris claire sur un sol sombre, elle ne changera pas de couleur pour s’adapter au nouvel environnement, et ce sera sĂ»rement une proie facile pour ses chasseurs.

Résistance aux antibiotiques chez les bactéries

bactéries résistantes aux antibiotiques

La résistance aux antibiotiques des bactéries est un problème de santé publique.

La pĂ©nicilline et d’autres antibiotiques de la mĂŞme classe agissent en interfĂ©rant avec la synthèse de la paroi bactĂ©rienne. La pĂ©nicilline a Ă©tĂ© le premier antibiotique produit en masse en 1943, et en 1947, les premières bactĂ©ries rĂ©sistantes sont apparues.

Les bactĂ©ries rĂ©sistantes produisent une enzyme, la bĂŞta-lactamase, qui dĂ©compose l’antibiotique. Lorsque des antibiotiques sont administrĂ©s pour guĂ©rir une infection, si des bactĂ©ries bĂŞta-lactamases sont prĂ©sentes, elles ne mourront pas et se reproduiront largement. Le rĂ©sultat sera que l’infection ne peut pas ĂŞtre guĂ©rie avec le mĂŞme antibiotique. Cela conduit Ă  un problème de santĂ© publique majeur dans le monde.

IntolĂ©rance au lactose chez l’homme

Le lactose est le sucre prĂ©sent dans le lait des mammifères. Pour le traiter, vous avez besoin d’une enzyme, la lactase, qui dĂ©compose le lactose en glucose et galactose. Dans la plupart des populations, cette enzyme cesse d’ĂŞtre produite dans l’enfance. C’est pourquoi certains adultes souffrent d’intolĂ©rance au lactose, car ils ne produisent pas de lactase.

Cependant, certaines populations ont une mutation dans le gène de la lactase qui permet Ă  l’enzyme d’ĂŞtre produite Ă  l’âge adulte. Cette mutation est prĂ©dominante dans les populations qui dĂ©pendaient autrefois de la domestication du bĂ©tail, comme l’Europe du Nord et l’Afrique de l’Est.

Exigences pour la sélection naturelle

Pour que la sélection naturelle se produise, les conditions suivantes doivent exister:

Variation phénotypique

La variation phĂ©notypique fait rĂ©fĂ©rence Ă  la diffĂ©rences physiques, physiologiques et comportementales que chaque organisme d’une espèce possède par rapport Ă  un autre organisme de la mĂŞme espèce. Par exemple, les variĂ©tĂ©s de chiens Berger allemand, Saint-Bernard et Chihuahua appartiennent Ă  la mĂŞme espèce (Canis lupus familiaris) mais prĂ©sentent des caractĂ©ristiques particulières.

La variation phĂ©notypique est les caractĂ©ristiques observables dans les organismes qui, nĂ©anmoins, ont leur base dans la sĂ©quence d’ADN de l’espèce, ou gĂ©notype. Ainsi, chaque variation phĂ©notypique doit correspondre Ă  une modification de la sĂ©quence d’ADN.

Patrimoine

L’hĂ©rĂ©ditĂ© est la capacitĂ© d’un organisme Ă  transmettre ses informations gĂ©nĂ©tiques Ă  sa progĂ©niture. La base de l’hĂ©rĂ©ditĂ© est l’ADN, et la gĂ©nĂ©tique est la science chargĂ©e d’Ă©tudier la transmission des caractères ou des traits Ă  travers les gĂ©nĂ©rations.

Au sens Ă©volutif. si un changement phĂ©notypique ne peut ĂŞtre hĂ©ritĂ© de la descendance, il n’y a pas de sĂ©lection naturelle. Par exemple, si une personne a perdu une main dans un accident, phĂ©notypiquement, elle n’a qu’une seule main, mais ses enfants naĂ®tront très probablement des deux mains. Perdre une main dans un accident ne change pas l’information gĂ©nĂ©tique d’avoir deux mains.

Voir aussi les lois de Mendel.

Succès reproductif

Le succès de la reproduction fait rĂ©fĂ©rence Ă  la capacitĂ© d’un organisme Ă  avoir une progĂ©niture et Ă  survivre. Par exemple, le paon mâle (Pavo sp.) Avec le plumage le plus voyant et le plus colorĂ© attirera plus de femelles de son espèce et Ă©lèvera plus de «petits oiseaux» avec une partie de ses gènes.

La théorie évolutionniste de Darwin

Charles Darwin (1809-1882), naturaliste et biologiste anglais, est l’auteur de la thĂ©orie de l’Ă©volution basĂ©e sur la sĂ©lection naturelle. Ses observations ont commencĂ© en 1831 alors qu’il faisait partie de l’expĂ©dition scientifique Ă  bord du HMS Beagle. Ce voyage Ă  travers l’AmĂ©rique du Sud et diverses Ă®les du Pacifique a durĂ© cinq ans.

Après de nombreuses analyses et études, Darwin a publié son livre The Origin of Species through Natural Selection en 1859.

ThĂ©orie synthĂ©tique de l’Ă©volution

La thĂ©orie synthĂ©tique de l’Ă©volution o nĂ©o-darwinisme combine la sĂ©lection naturelle de Darwin avec la gĂ©nĂ©tique mendĂ©lienne et des populations comme suit:

  • La variabilitĂ© d’une population est produite par mutations dans la composition gĂ©nĂ©tique de l’espèce et par le Recombinaison gĂ©nĂ©tique.
  • Les gènes impliquĂ©s dans l’expression des phĂ©notypes favorables des individus les plus aptes augmentent en frĂ©quence dans une population, gĂ©nĂ©ration après gĂ©nĂ©ration.
  • Les gènes responsables des phĂ©notypes les moins avantageux rĂ©duisent leur frĂ©quence ou disparaissent de la population.

Au moment oĂą Darwin a prĂ©sentĂ© sa thĂ©orie de l’Ă©volution, Gregor Mendel (1822-1884) menait les expĂ©riences qui l’ont amenĂ© Ă  ĂŞtre considĂ©rĂ© comme le «père de la gĂ©nĂ©tique moderne». Cependant, les Ĺ“uvres de Mendel ne furent reconnues qu’au XXe siècle.

Voir aussi Charles Darwin.

Différence entre la sélection naturelle et la sélection artificielle

La sĂ©lection naturelle est conditionnĂ©e par la variabilitĂ© phĂ©notypique, l’hĂ©rĂ©ditĂ© et le succès reproducteur des individus dans l’environnement dans lequel ils se dĂ©veloppent. Il n’y a aucune entitĂ© qui “choisit” quelle caractĂ©ristique prĂ©vaudra.

La selection artificielle C’est le processus menĂ© par l’homme pour sĂ©lectionner des espèces animales ou vĂ©gĂ©tales avec des caractĂ©ristiques spĂ©cifiques. Par ce biais, les Ă©leveurs ont rĂ©ussi Ă  obtenir des poulets qui pondent plus et des Ĺ“ufs plus gros, des vaches qui donnent plus de lait, des Ă©pis de maĂŻs sucrĂ©, entre autres.

Pour cela, des individus avec les caractĂ©ristiques souhaitĂ©es sont choisis, ils se reproduisent entre eux, les enfants avec les caractĂ©ristiques souhaitĂ©es sont choisis, et ainsi de suite pendant des gĂ©nĂ©rations. Comme on peut le voir, dans la sĂ©lection artificielle, c’est l’ĂŞtre humain qui choisit le phĂ©notype qu’il veut dans la plus grande proportion.

Exemple de sélection artificielle

SĂ©lection artificielle chien chihuahua

La race des chiens Chihuahua est le produit d’une sĂ©lection artificielle.

Les chiens chihuahua sont nĂ©s (ainsi que d’autres chiens) par sĂ©lection artificielle faite par les humains. Dans ce cas, des loups (Canis lupus) de petite taille et de visage court ont Ă©tĂ© choisis et accouplĂ©s entre eux, pendant plusieurs gĂ©nĂ©rations, jusqu’Ă  ce que les diffĂ©rentes races de chiens (Canis lupus familiaris) soient obtenues comme une espèce diffĂ©rente.

Il est faux de penser que le chien est simplement issu de loups qui ont Ă©tĂ© «domestiquĂ©s» par les humains il y a des milliers d’annĂ©es.

Concepts clés de la sélection naturelle

Bien que le concept de sélection naturelle soit simple, en pratique il y a beaucoup de confusion à son sujet. Voici quelques idées clés pour comprendre le processus de sélection naturelle.

Les populations Ă©voluent, les individus non

Lorsque nous parlons d’Ă©volution par sĂ©lection naturelle, nous nous rĂ©fĂ©rons spĂ©cifiquement Ă  la manière dont les populations d’une espèce changent avec le temps. L’Ă©volution n’affecte pas un individu en particulier, donc les individus n’Ă©voluent pas.

La sélection naturelle est un processus qui prend du temps

Pour observer les effets de la sélection naturelle sur une population, il faut beaucoup de temps et de nombreuses générations.

Les mutations et la recombinaison gĂ©nĂ©tique rendent l’Ă©volution possible

La diffĂ©rence de phĂ©notypes est possible car il existe des variations dans l’information gĂ©nĂ©tique d’une espèce. Ces variations sont le rĂ©sultat de mutations ou de changements alĂ©atoires dans la sĂ©quence des gènes, ou par recombinaison gĂ©nĂ©tique. Si tous les individus d’une population sont exactement les mĂŞmes, la sĂ©lection naturelle ne serait pas possible.

L’environnement ne change pas l’individu

Beaucoup pensent que c’est l’environnement qui produit les changements chez l’individu qui favorise la sĂ©lection naturelle. Les individus en tant que tels ne changent pas leurs caractĂ©ristiques s’ils changent d’environnement. Par exemple, si les pinsons au petit bec adaptĂ© aux graines molles se dĂ©placent vers une rĂ©gion oĂą il n’y a que des palmiers avec des dattes, ils pĂ©riront probablement parce que leur bec ne peut pas changer pour casser les graines plus fortes des dattes.

Les références

Hendry, AP et coll. (2009) SĂ©lection perturbatrice dans une population bimodale de pinsons de Darwin. Proc.R.Soc.B. 276, 753-759.

Kalinowski, ST, Leonard, MJ, Andrews TM (2010) Rien dans l’Ă©volution n’a de sens sauf Ă  la lumière de l’ADN. Formation CBE-Sciences de la vie. 9.87-97.

 

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