Sélection naturelle: définition, théorie de Darwin, exemples et faits

Le concept de sélection naturelle a été formellement proposé pour la première fois lors d'une conférence de biologie de la Linnean Society. Le 1er juillet 1858, un article conjoint sur le sujet a été présenté et publié par la suite. Il comprenait des contributions de Charles Darwin et Alfred Russel Wallace.

Les deux hommes ont écrit sur l'idée que la sélection naturelle a contribué à l'évolution de la terre à travers le survie des organismes les plus adaptés à leur environnement. Les scientifiques de l'époque ont réalisé que l'évolution avait eu lieu mais ne savaient pas comment les espèces évoluaient.

Après cette introduction de la sélection naturelle, Darwin a développé le sujet avec sa théorie de l'évolution et son livre, À propos de l'origine des espèces, publié en 1859. Son travail avec les pinsons de Darwin et ses idées sur la survie du plus fort a expliqué le mécanisme de la sélection naturelle et comment elle pourrait conduire à une prolifération de nombreux types d'organismes différents.

L'évolution est le changement cumulatif des caractéristiques d'un organisme ou d'une population au cours des générations suivantes. Il est parfois résumé comme la descendance avec modification. La sélection naturelle est l'un des mécanismes qui conduisent l'évolution.

Pour être une caractéristique ou un trait actif provoquant la sélection naturelle, le trait doit avoir les caractéristiques suivantes :

• L'héritabilité. Un trait ne peut influencer l'évolution par sélection naturelle que s'il est transmis des parents aux descendants.
• Fonctionnalité. Le trait doit avoir une fonction. Les traits doivent faire quelque chose pour que la sélection naturelle ait lieu.
• Avantage. Pour être sélectionné pour être transmis aux descendants, le trait doit conférer un avantage à l'organisme qui le possède, ou rendre l'organisme plus apte à survivre dans son environnement.
• Origine. Le trait a dû faire évoluer les organismes car il a rendu les organismes qui l'avaient plus aptes à la survie. Si les organismes ont changé en raison d'un autre mécanisme, comme une mutation génétique, ce n'était pas dû à la sélection naturelle.

Sur la base des archives fossiles, il est clair que les espèces changent avec le temps et que de nouvelles espèces se développent tandis que d'autres meurent. Avant Darwin, il n'y avait aucune explication sur la façon dont de tels changements pouvaient avoir lieu.

le théorie de l'évolution décrit ce qui se passe lorsque les caractéristiques de certains individus d'une espèce deviennent prédominantes et sélection naturelle décrit comment cette prédominance se produit.

Darwin a étudié la sélection naturelle chez les pinsons. Même lorsqu'un autre mécanisme tel qu'une mutation modifie une population, si la mutation ne confère pas d'avantage naturel, elle peut disparaître en raison de la sélection naturelle.

Au sein d'une espèce, une population typique comprend des individus avec des traits variables parce qu'ils reçoivent la moitié de leur code génétique du père et moitié de la mère. Pour les caractères à base génétique, cette combinaison de gènes des parents se traduit par une grande variété de caractéristiques chez les individus de la population.

La combinaison de traits chez certains individus leur donne un avantage dans la recherche de nourriture, la reproduction ou la résistance aux prédateurs ou aux maladies. D'autres individus reçoivent des traits qui les désavantagent.

Les individus favorisés vivront plus longtemps et produiront plus de descendants. Leurs descendants recevront principalement des gènes qui se traduisent par les traits avantagés. Au fil du temps, la plupart de la population évoluera avec les traits avantagés, et les traits désavantageux disparaîtront. La sélection naturelle a sélectionné les individus avec des caractéristiques positives.

En 1831, la marine britannique a envoyé le navire d'enquête HMS Beagle dans une expédition de cartographie à travers le monde. Charles Darwin est venu à bord en tant que naturaliste chargé d'observer la faune et la flore locales. L'expédition a duré cinq ans et a passé beaucoup de temps le long des côtes Atlantique et Pacifique de l'Amérique du Sud.

En quittant l'Amérique du Sud pour la traversée du Pacifique vers la Nouvelle-Zélande, le navire a passé cinq semaines à explorer les îles Galapagos. Comme il l'a fait partout, Darwin a pris des notes détaillées sur les caractéristiques des plantes et des animaux qu'il a trouvés. Ces notes finiront par former la base de son développement du concept de sélection naturelle et de sa théorie de l'évolution.

De retour en Angleterre, Darwin et un associé ornithologue ont examiné les notes de Darwin sur les pinsons des îles Galapagos. Apparemment, les îles abritaient 13 espèces différentes de pinsons, tandis que la masse terrestre sud-américaine la plus proche, à 600 milles de distance, ne comptait qu'une seule espèce. La principale différence entre les espèces était la taille et forme des becs.

L'analyse de ses notes par Darwin l'a amené à tirer les conclusions suivantes :

• Les pinsons avaient différents becs parce qu'ils vivaient sur des îles différentes dans différents environnements.
• L'environnement n'a pas causé les différences de becs car il n'y avait pas de mécanisme pour une telle influence.
• Les différentes caractéristiques du bec doivent toutes avoir été présentes dans la population de pinsons d'origine.
• Alors que les pinsons de la population d'origine se sont installés sur une île, les pinsons au bec mieux adapté à l'approvisionnement alimentaire local aurait un avantage.
• Les pinsons avec des becs mieux adaptés à la source de nourriture sur leur île seraient survivre en plus grand nombre que les pinsons moins adaptés.
• Finalement, sur de nombreuses générations, les pinsons d'une île formeraient une espèce distincte avec un taille et forme de bec distinctes parce que les pinsons avec ces becs seraient les plus aptes à leur environnement.

Avec ces conclusions, Darwin a expliqué l'évolution des becs de pinson dans les îles Galapagos en proposant le mécanisme de sélection naturelle. Il a résumé ce mécanisme comme la survie du plus fort, où la forme physique a été définie comme succès de reproduction.

Pour ses conclusions, Darwin s'est appuyé sur ses notes, ses propres observations et son interprétation des écrits de Thomas Robert Malthus. Malthus était un érudit anglais qui, en 1798, publia sa théorie selon laquelle la croissance démographique dépassera toujours l'approvisionnement alimentaire. Le corollaire est que, dans toute population, de nombreux individus mourront en raison de la compétition pour un approvisionnement limité en nourriture.

Les trois observations qui ont permis à Darwin de développer sa théorie de l'évolution et de la sélection naturelle étaient :

1. Les individus d'une population présentent une variation dans les traits tels que la couleur, le comportement, la taille et la forme en raison de la variation génétique.
2. Certains traits sont transmis des parents aux descendants et sont héréditaires.
3. Les parents d'une population surproduisent leur progéniture de sorte que certains ne survivront pas.

Sur la base de ces observations, Darwin a proposé que les individus avec des traits qui les rendaient plus en forme seraient ceux qui survivraient tandis que les moins en forme mourraient. Au fil du temps, la population serait dominée par des individus avec les traits qui les rendaient plus en forme.

Les populations de bactéries présentent une sélection naturelle très forte car elles peuvent se multiplier rapidement. Ils se multiplient généralement jusqu'à atteindre une contrainte telle que le manque de nourriture, d'espace ou d'autres ressources. À ce stade, les bactéries les mieux adaptées à leur environnement survivront tandis que les autres mourront.

Un exemple de sélection naturelle chez les bactéries est le développement de résistance aux antibiotiques. Lorsque les bactéries provoquent une infection et que l'individu est traité avec des antibiotiques, toutes les bactéries qui ont le trait de résistance aux antibiotiques survivront tandis que toutes les autres mourront. La prolifération des bactéries résistantes aux antibiotiques est un problème médical majeur.

Les plantes évoluent pour s'adapter à leur environnement grâce à la sélection naturelle. Certaines plantes font évoluer les couleurs des fleurs pour attirer des pollinisateurs d'un type spécifique et développent des mécanismes spéciaux pour répandre leurs graines. Ils doivent s'adapter à plus ou moins de soleil et lutter contre les parasites.

Les cactus sont un exemple de sélection naturelle chez les plantes. Dans le désert où ils vivent, il y a beaucoup de soleil, peu d'eau et parfois un animal qui aimerait une bouchée juteuse.

En conséquence, les cactus ont développé des corps compacts ou de petites feuilles succulentes avec une peau épaisse pour se protéger du soleil et minimiser les pertes d'eau. Ils peuvent également stocker de l'eau et avoir des pointes acérées pour décourager les animaux. Les cactus avec ces traits étaient les plus aptes, et ils évoluent encore.

Un autre exemple est le changement dans le plant de moutarde des champs causé par la sécheresse dans le sud de la Californie. Pour survivre à une sécheresse, les plantes doivent pousser, fleurir et distribuer leurs graines rapidement. Les plants de moutarde des champs de Californie du Sud qui fleurissaient tôt sont devenus dominants tandis que ceux qui fleurissaient plus tard se sont éteints.

Les animaux ont plus de possibilités d'influencer leur survie car ils peuvent adopter des modèles de comportement complexes. Les traits qui peuvent déterminer la forme physique se répartissent en trois catégories principales. La capacité de trouver suffisamment de nourriture grâce à la chasse ou à la recherche de nourriture est la clé de la survie.

La plupart des animaux ont prédateurs, et des traits spécifiques leur permettent d'éviter d'être mangés. Enfin, la capacité de trouver et d'attirer un partenaire leur permet de transmettre leurs traits positifs à leur progéniture.

Les caractéristiques typiques qui influencent la sélection naturelle comprennent :

• Mouvement. La capacité de courir, nager ou voler rapidement détermine si un animal peut chasser avec succès ou échapper aux prédateurs.
• Camouflage. Si un animal parvient à se cacher, il peut échapper aux prédateurs ou tendre une embuscade à ses proies.
• Immunité. Certains animaux seront plus résistants à une maladie que d'autres et survivront.
• Force. La compétition pour un partenaire implique souvent des tests de force avec d'autres membres de la même espèce.
• Sens. Les animaux qui peuvent mieux voir, sentir ou entendre peuvent avoir de meilleures chances de survie.
• Caractéristiques sexuelles. La sélection naturelle chez les animaux dépend de la réussite de la reproduction après avoir attiré un partenaire.

Les animaux évoluent en permanence, d'abord pour mieux s'adapter à un environnement donné puis, si l'environnement change, au nouvel environnement. La sélection naturelle peut provoquer des changements évolutifs dans les populations existantes et peut également favoriser une espèce par rapport à une autre si deux espèces sont en compétition pour le même espace et les mêmes ressources.

La sélection naturelle chez les animaux est mieux visible lorsque l'environnement change d'une manière ou d'une autre, et les animaux avec des caractéristiques spécifiques deviennent mieux adaptés et deviennent rapidement dominants.

Par exemple, le papillon poivré à Londres était de couleur claire avec des taches sombres. Pendant la révolution industrielle, les bâtiments se sont assombris par la suie. Les oiseaux pouvaient facilement voir les papillons de couleur claire sur le fond sombre, et bientôt il ne restait plus que des papillons de couleur foncée. La sélection naturelle a favorisé les papillons avec des taches sombres plus nombreuses et plus grandes.

Dans un autre exemple, disons que certains insectes deviennent très rapidement résistants à un pesticide chimique. Même si seuls quelques individus sont résistants, les autres mourront et les insectes résistants survivront. Les insectes produisent généralement un grand nombre de descendants, de sorte que les insectes dotés des gènes résistants prendront rapidement le relais.

Dans un exemple de préférence en matière de reproduction, les paons femelles choisissent des partenaires en fonction de la taille et de la luminosité de leur queue. Après les effets de sélection naturelle, presque tous les paons mâles ont aujourd'hui de grandes queues aux couleurs vives.

Alors que Darwin est surtout connu pour ses publications sur la théorie de l'évolution, c'est la sélection naturelle qui alimente le changement et l'adaptation des espèces. L'article de Charles Darwin de 1858, avec des contributions d'Alfred Russel Wallace dont l'article a été publié en même temps, changé à jamais la façon dont les gens considéraient l'évolution et les changements naturels des plantes et des animaux qui se produisaient continuellement eux.