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Contenu principal

Révisions sur les preuves d'évolution

Termes clés

TermeSignification
ÉvolutionLe processus par lequel, des organismes modernes sont, au fil du temps, descendus d'organismes anciens
Ancêtre communUn ancêtre partagé par deux ou plusieurs espèces descendantes
FossileVestiges d'organismes anciens
Structure homologueStructure similaire que l'on trouve dans différentes espèces en raison d'une ascendance commune
Structure vestigialeStructure non fonctionnelle, ou dont la fonction est réduite
Structure analogueStructure qui a évolué indépendamment au sein de différents organismes, parce que ces organismes vivaient dans des environnements similaires ou ont connu des pressions sélectives similaires
EmbryologieL'étude des embryons et de leur développement
BiogéographieL'étude de l'endroit où les organismes vivent actuellement, et là où leurs ancêtres vivaient dans le passé

Les preuves de l'évolution

Les scientifiques qui étudient l'évolution cherchent à savoir si deux espèces actuelles présentent des liens de parenté. Les preuves de l'évolution peuvent être structurelles, génétiques ou biogéographiques.

Les preuves structurelles d'évolution

Observer des caractéristiques anatomiques partagées par différents organismes (notamment celles qui ne sont visibles que pendant le développement) permet de déterminer un éventuel ancêtre commun.
Squelettes fossiles d'équidés, issus de diverses époques.
Du plus récent au moins récent :
Equus - récent, un seul orteil
Pliohippus - fin du Miocène, un seul orteil
Merychippus - Miocène moyen, trois orteils mais avec des orteils latéraux plus petits
Mésohippus - fin de l'Éocène, trois orteils
Fossiles montrant l'évolution des équidés. Crédit image Wikimedia, CC BY-SA 3.0.
On peut comparer les preuves structurelles entre des organismes qui existent encore et des fossiles d'organismes éteints.

Les structures homologues

Si deux espèces ou plus partagent une caractéristique physique unique, cela peut être l'héritage d'un ancêtre commun. Dans ce cas, si les traits partagés le sont en raison de cet ancêtre commun, il s'agit de structures homologues.
On remarque une disposition osseuse similaire chez l'être humain, l'oiseau et la baleine. Il s'agit d'une homologie structurale. Les homologies structurales indiquent que ces organismes partagent un ancêtre commun.
Structure homologue des membres de l'être humain, de l'oiseau et de la baleine. Image modifiée à partir de Wikimedia, CC BY-SA 4.0.
Par exemple, les membres avant des baleines, des humains et des oiseaux ont l'air différents à l'extérieur, car ils sont adaptés pour fonctionner dans des environnements différents. Cependant, si on regarde la structure osseuse, on remarque que l'organisation de leurs os est similaire.
Comparaison du développement embryologique de plusieurs espèces.
Illustration du développement d'embryons de poisson, salamandre, tortue, poule, cochon, vache, lapin et humain (de gauche à droite). Image de Wikimedia, Domaine public.
L'embryologie est importante pour comprendre l'évolution d'une espèce, car certaines structures homologues ne peuvent être observées que lors du développement d'embryons. Par exemple, tous les embryons vertébrés, des humains aux poules en passant par les poissons, ont une queue pendant leur développement précoce, même si on ne retrouve pas toujours cette queue dans l'organisme complètement développé.

Les structures vestigiales

Les structures vestigiales servent peu ou pas à l'organisme. La queue humaine, qui se réduit au coccyx à la fin du développement, en est un exemple. Les structures vestigiales nous fournissent des informations sur les ancêtres de l'organisme. Par exemple, les minuscules os de pattes vestigiaux que l'on trouve chez certains serpents indiquent que ceux-ci avaient un ancêtre à quatre pattes.
Les petites structures en forme de pattes de certaines espèces de serpents, comme le boa constrictor, sont des structures vestigiales. Ces caractéristiques résiduelles n'ont plus d'utilité aujourd'hui, mais avaient une fonction pour l'ancêtre tétrapode des serpents (qui marchait sur quatre pates).
Boa constrictor avec des pattes vestigiales. Image modifiée à partir de Wikimedia, CC BY-SA 4.0.

Les structures analogues

Bien qu'une structure similaire puisse indiquer une relation, toutes les structures qui se ressemblent ne sont pas dues à des ancêtres communs.
Les structures analogues ont évolué de façon indépendante dans différents organismes, parce que les organismes vivaient dans des environnements similaires ou ont subi une pression sélective similaire.
Les pattes d'un chat et d'une mante religieuses sont analogues. Cela signifie que la fonction du membre est la même en raison de pressions sélectives similaires et non à cause d'un ancêtre commun.
Membres analogues des chats et des mantes religieuses. Image modifiée à partir de Wikimedia, CC BY-SA 4.0.
Par exemple, la patte d'un chat et la patte d'une mante religieuses sont analogues. Les deux pattes sont utilisées pour la marche, mais elles ont des origines évolutives distinctes. À l’extérieur, elles semblent similaires parce qu’elles ont toutes deux subi des pressions sélectives semblables qui les ont optimisées pour marcher. Cependant, les structures réelles qui les composent sont tout à fait différentes, suggérant que les membres ne sont pas dus à un ancêtre commun.

Les preuves ADN pour l'évolution

Au niveau le plus élémentaire, tous les organismes vivants partagent le même matériel génétique (ADN), des codes génétiques similaires, et le même processus de base d'expression génique (transcription et traduction).
Afin de déterminer quels organismes d'un groupe sont les plus étroitement apparentés, nous devons utiliser différents types de caractéristiques moléculaires, comme les séquences de nucléotides des gènes.
Les biologistes comparent souvent les séquences de gènes apparentés (ou homologues). Si deux espèces présentent le même gène, c'est parce qu'elles en ont hérité d'un ancêtre commun.
En général, plus il y a de différences d'ADN dans les gènes homologues entre deux espèces, moins les espèces sont apparentées.

Comprendre les gels d'ADN

Les segments d'ADN peuvent être analysés à l'aide de l'électrophorèse sur gel qui permet de séparer des fragments d'ADN par taille.
Les fragments sont représentés par des bandes horizontales. Les bandes de taille similaire entre les échantillons seront sur la même ligne horizontale et indiquent que la séquence d'ADN est partagée. Plus il y a de fragments partagés entre deux échantillons, plus ils sont apparentés.
Gel ADN comparant quatre échantillons d'ADN,
Gel ADN comparant quatre espèces : A, B, C et D. Les espèces A et C sont les plus apparentées, car elles partagent 3 bandes l'une avec l'autre.

Les preuves biogéographiques de l'évolution

La notion de biogéographie est ce qui a révélé, pour la première fois, à Charles Darwin l'idée que les espèces évoluent à partir d'ancêtres communs. Les modèles de distribution des fossiles et des espèces vivantes peuvent nous dire comment les organismes modernes ont évolué.
Par exemple, les grands groupes d'organismes qui avaient déjà évolué avant la dislocation du supercontinent Pangée (il y a environ 200 millions d'années) ont tendance à se retrouver dans le monde entier. En revanche, les grands groupes qui ont évolué après cette dislocation semblent apparaitre uniquement dans des régions plus restreintes de la Terre.
L'environnement n'explique pas toujours la similitude ou de la dissimilarité. Des espèces étroitement apparentées peuvent développer des traits différents à cause de différentes pressions environnementales. De même, des espèces très éloignées peuvent développer des traits similaires en raison de pressions environnementales semblables.

Erreurs courantes et idées reçues

  • L'évolution n'est pas "juste" une théorie. En science, une « théorie » répond à une question plus large et est étayée par une grande quantité de données provenant de sources multiples. L'évolution est une théorie scientifique très documentée et acceptée, que les preuves détaillées ci-dessous viennent appuyer.
  • Les biologistes ne tirent pas de conclusions sur la manière dont les espèces sont apparentées en se basant uniquement sur la structure ou des preuves biogéographiques. Ils étudient à la fois les traits physiques et les séquences d'ADN, et tirent des conclusions sur les liens de parenté en fonction de ces caractéristiques en tant que groupe.
  • Les espèces n'ont pas toutes laissé des fossiles. Certaines personnes croient que tous les organismes vivants laissent derrière eux des preuves fossiles. Malheureusement, la fossilisation est assez rare, car elle exige la réunion de nombreuses conditions différentes, au cours du temps et dans un ordre spécifique. Comme ces conditions ne sont pas toujours possible, nous n'avons pas de fossiles pour tous les organismes éteints.
Comme de nombreuses espèces qui existaient sur Terre n'ont pas été fossilisées, il y a des lacunes dans nos registres fossiles. Cependant, cela ne veut pas dire que ces organismes n’existaient pas, et les registres fossiles que nous avons contiennent de nombreux fossiles de transition, qui prouvent tous l’évolution !