xiv Comment utiliser ce manuel
Révisez vos connaissances
Les sections Révision du chapitre vous aident à maîtriser
le contenu de chaque chapitre : elles ciblent les principaux
éléments étudiés et vous permettent de vous préparer
aux examens.
chapitre 22 La « descendance avec modification » : l’évolution selon Darwin
523
22
La « descendance
avec modification » :
l’évolution
selon Darwin
m Figure 22.1 Comment ce scarabée de Namibie
survit-il dans le désert et qu’est-il en train de faire ?
évolution
ConCepts Clés
22.1 La théorie de Darwin a révolutionné l’idée
d’une terre jeune et peuplée d’espèces
immuables
22.2 La descendance avec modification
par sélection naturelle explique les adaptations
des organismes ainsi que l’unité et la diversité
de la vie
22.3 Une somme considérable de données
scientifiques atteste l’évolution
introduCtion
L’infinité des formes les plus belles
Dans le désert côtier de Namibie en Afrique du Sud-Ouest,
une terre où le brouillard est fréquent, mais où il ne pleut à
peu près jamais, on peut observer le comportement insolite
d’un insecte, le ténébrion du désert (Onymacris unguicularis). Pour obtenir l’eau nécessaire à sa survie, ce scarabée de
Namibie se tient debout sur la tête et dresse son abdomen en
l’air, faisant face aux vents qui poussent le brouillard matinal
dans les dunes (figure 22.1) pour que des gouttes d’humidité
se déposent sur son corps et coulent dans sa bouche.
Fait intéressant, ce scarabée appartient à l’ordre étonnamment diversifié des Coléoptères, qui compte plus de
350 000 espèces. (En fait, près de 20 % des espèces d’insectes
connues sont des Coléoptères.) Tous ont trois paires de pattes,
une carapace dure et deux paires d’ailes. Mais, au-delà de ces
caractères communs, les espèces de coléoptères diffèrent les
unes des autres. Comment se fait-il qu’il y ait tant d’espèces
de Coléoptères, et comment expliquer leurs ressemblances et
leurs différences ?
Le scarabée qui se tient sur la tête et ses nombreux proches
parents illustrent trois observations sur le vivant :
• la façon frappante dont les organismes sont adaptés
à la vie dans leur environnement* ;
• les nombreuses caractéristiques communes (l’unité)
du vivant ;
• la très grande diversité du vivant.
Il y a un siècle et demi, Charles Darwin a élaboré une théorie qui intégrait ces trois grandes observations, et la publication
de sa thèse dans De l’origine des espèces a inauguré une révolution scientifique – le domaine de la biologie évolutionniste.
Pour le moment, nous définirons l’évolution comme la
« descendance avec modification », une expression que Darwin
a utilisée lorsqu’il a affirmé que les innombrables espèces de
la Terre descendaient d’espèces animales ancestrales différentes
des espèces contemporaines. Au sens plus strict, l’évolution
peut aussi se définir comme l’ensemble des changements
dans la composition génétique d’une population de génération en génération (voir le chapitre 23).
Qu’on parle de l’évolution au sens large ou au sens strict, on
peut la considérer de deux façons différentes, mais connexes :
soit comme un modèle, soit comme un processus. Le modèle
évolutionniste nous est révélé par des données provenant de
plusieurs disciplines scientifiques, notamment la biologie, la
géologie, la physique et la chimie. Ces données sont des faits
– des observations sur le monde naturel. Quant au processus
de l’évolution, il représente l’ensemble des mécanismes qui
produisent le mode de changement observé. Ces mécanismes
sont les causes naturelles des phénomènes naturels que nous
observons. La force de la théorie de l’évolution en tant que
principe unificateur réside en effet dans sa capacité à expliquer et à relier un ensemble très vaste d’observations sur le
monde vivant.
Comme pour toutes les théories générales en science, nous
continuons à tester notre compréhension de l’évolution en
vérifiant si elle explique les nouvelles observations et les
nouveaux résultats expérimentaux des scientifiques. Dans ce
chapitre et les suivants, nous examinerons comment ces découvertes récentes façonnent notre connaissance de l’évolution et
de ses mécanismes. Mais commençons par retracer la démarche
* Ici et tout au long de cet ouvrage, le terme environnement fait référence aussi
bien aux aspects physiques du milieu d’un organisme qu’aux autres organismes
qui s’y trouvent.
540
QUATRIÈME PARTIE Les mécanismes de l’évolution
Révision du chapitRe 22
RésUMé dEs concEPTs clés
concept
22.1
La théorie de Darwin a révolutionné l’idée
d’une terre jeune et peuplée d’espèces immuables
(p. 524 à 526)
• Darwin a révolutionné les idées dominantes de son temps en soutenant
que l’unité et la diversité des espèces pouvaient s’expliquer par une
ascendance commune et par la sélection naturelle.
• Hutton et Lyell étaient en désaccord avec la thèse du
catastrophisme, qui attribuait les changements survenus dans la
flore et la faune à des catastrophes géologiques de très grande ampleur
dues à des mécanismes n’ayant plus cours. Ces deux géologues ont
compris que les changements survenus à la surface de la Terre peuvent
résulter d’actions lentes et continuelles qui sont toujours à l’œuvre
aujourd’hui (uniformitarisme).
• Lamarck supposait que les espèces évoluent, mais les faits n’appuient
pas les mécanismes qu’il proposait.
Pourquoi l’âge de la Terre était-il important dans les idées
de Darwin sur l’évolution ?
concept
22.2
La descendance avec modification par sélection
naturelle explique les adaptations des organismes
ainsi que l’unité et la diversité de la vie
(p. 526 à 532)
• C’est grâce aux connaissances acquises au cours de l’expédition du
Beagle que Darwin a montré que de nouvelles espèces dérivent d’espèces
ancestrales par l’accumulation graduelle d’adaptations. Après
son retour en Angleterre, il a précisé sa théorie. En 1859, après avoir
appris que Wallace était parvenu aux mêmes conclusions, Darwin
a publié sa théorie.
• Dans De l’origine des espèces, Darwin a soutenu que l’évolution se fait
par la sélection naturelle.
Les individus qui sont bien adaptés à
leur environnement tendent à avoir une
descendance plus nombreuse que les autres.
Avec le temps, les caractères favorables
s’accumulent dans la population.
Inférences
et
Il existe des variations
héréditaires au sein
des populations.
Les organismes produisent une
descendance plus nombreuse
que celle que peut soutenir
l’environnement.
Observations
Expliquez la relation entre d’une part la reproduction excessive
et les variations de traits héréditaires et, d’autre part, l’évolution
par la sélection naturelle.
?
?
concept
22.3
Une somme considérable de données scientifiques
atteste l’évolution (p. 532 à 539)
• Dans plusieurs études, les chercheurs ont observé directement la sélection naturelle menant à l’évolution adaptative, notamment en effectuant des recherches sur les punaises à épaules rouges et sur le SARM.
• Les organismes présentent des caractéristiques communes en raison de
leur ascendance commune (homologie) ou parce que la sélection
naturelle produit des effets similaires chez des espèces qui évoluent de
manière indépendante dans des environnements similaires (évolution convergente).
• Les archives fossiles démontrent que les organismes du passé lointain
différaient des organismes actuels, que plusieurs espèces se sont éteintes
et que l’évolution des espèces se fait sur de longues périodes de temps.
De plus, les archives fossiles documentent l’origine des principaux
groupes d’organismes.
• La théorie de l’évolution peut expliquer des phénomènes
biogéographiques.
Résumez les différents ensembles de données qui appuient
l’hypothèse selon laquelle les Cétacés descendent de mammifères
terrestres et sont étroitement reliés aux Artiodactyles.
éVAlUATIon
nIVEAU 1 : connAIssAncEs ET coMPRéHEnsIon
1. Parmi les énoncés suivants, lequel n’est ni une observation ni une
inférence sur laquelle se fonde la théorie de la sélection naturelle ?
a) Il existe des variations héréditaires entre les individus.
b) Les individus peu adaptés ne produisent jamais de descendants.
c) Les espèces produisent plus de descendants que peut en soutenir
leur environnement.
d) Les individus dotés de caractères qui leur confèrent une
meilleure adaptation au milieu laissent généralement une
descendance plus nombreuse que les autres.
e) Souvent, seule une partie de la descendance d’un individu
peut survivre et se reproduire.
2. Parmi les observations suivantes, laquelle a aidé Darwin à formuler
son idée de la descendance avec modification ?
a) La diversité des espèces diminue à mesure que la distance par
rapport à l’équateur augmente.
b) Le nombre d’espèces vivant sur les îles était inférieur au nombre
d’espèces trouvées sur les continents les plus proches.
c) Les oiseaux vivaient sur des îles situées à une distance du continent supérieure à leur distance maximale de vol.
d) Les plantes du climat tempéré d’Amérique du Sud étaient plus
semblables aux plantes tropicales d’Amérique du Sud qu’aux
plantes des climats tempérés d’Europe.
e) Les tremblements de terre changent le visage de la vie, car ils
provoquent des extinctions massives.
nIVEAU 2 : APPlIcATIon ET AnAlYsE
3. Six mois après que l’on ait utilisé avec succès de la méthicilline
pour traiter une infection à S. aureus dans une collectivité, toutes les
nouvelles infections ont été causées par le SARM. Parmi les énoncés
suivants, lequel explique le mieux ce résultat ?
a) S. aureus peut résister au vaccin.
b) Un patient a été infecté par un SARM provenant d’une autre
collectivité.
c) En réaction au médicament, S. aureus a commencé à synthétiser
une variante résistante de la protéine visée par la méthicilline.
?
Les concepts clés, présentés en
début de chapitre et développés
au fil des pages, sont résumés
dans la révision du chapitre.
Nouveau ! Une question synthèse
figure à la fin du résumé de chaque
concept. Comparez vos réponses à celles
présentées à la toute fin du chapitre.
Des figures synthèses résument
visuellement l’information importante.
Pour vous aider à vous préparer aux
divers types de questions d’examen,
les questions de fin de chapitre sont
maintenant organisées en trois niveaux,
selon la taxinomie de Bloom :
Niveau 1 : Connaissances et compréhension
Niveau 2 : Application et analyse
Niveau 3 : Synthèse et évaluation
Révisez vos connaissances
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le contenu de chaque chapitre : elles ciblent les principaux
éléments étudiés et vous permettent de vous préparer
aux examens.
chapitre 22 La « descendance avec modification » : l’évolution selon Darwin
523
22
La « descendance
avec modification » :
l’évolution
selon Darwin
m Figure 22.1 Comment ce scarabée de Namibie
survit-il dans le désert et qu’est-il en train de faire ?
évolution
ConCepts Clés
22.1 La théorie de Darwin a révolutionné l’idée
d’une terre jeune et peuplée d’espèces
immuables
22.2 La descendance avec modification
par sélection naturelle explique les adaptations
des organismes ainsi que l’unité et la diversité
de la vie
22.3 Une somme considérable de données
scientifiques atteste l’évolution
introduCtion
L’infinité des formes les plus belles
Dans le désert côtier de Namibie en Afrique du Sud-Ouest,
une terre où le brouillard est fréquent, mais où il ne pleut à
peu près jamais, on peut observer le comportement insolite
d’un insecte, le ténébrion du désert (Onymacris unguicularis). Pour obtenir l’eau nécessaire à sa survie, ce scarabée de
Namibie se tient debout sur la tête et dresse son abdomen en
l’air, faisant face aux vents qui poussent le brouillard matinal
dans les dunes (figure 22.1) pour que des gouttes d’humidité
se déposent sur son corps et coulent dans sa bouche.
Fait intéressant, ce scarabée appartient à l’ordre étonnamment diversifié des Coléoptères, qui compte plus de
350 000 espèces. (En fait, près de 20 % des espèces d’insectes
connues sont des Coléoptères.) Tous ont trois paires de pattes,
une carapace dure et deux paires d’ailes. Mais, au-delà de ces
caractères communs, les espèces de coléoptères diffèrent les
unes des autres. Comment se fait-il qu’il y ait tant d’espèces
de Coléoptères, et comment expliquer leurs ressemblances et
leurs différences ?
Le scarabée qui se tient sur la tête et ses nombreux proches
parents illustrent trois observations sur le vivant :
• la façon frappante dont les organismes sont adaptés
à la vie dans leur environnement* ;
• les nombreuses caractéristiques communes (l’unité)
du vivant ;
• la très grande diversité du vivant.
Il y a un siècle et demi, Charles Darwin a élaboré une théorie qui intégrait ces trois grandes observations, et la publication
de sa thèse dans De l’origine des espèces a inauguré une révolution scientifique – le domaine de la biologie évolutionniste.
Pour le moment, nous définirons l’évolution comme la
« descendance avec modification », une expression que Darwin
a utilisée lorsqu’il a affirmé que les innombrables espèces de
la Terre descendaient d’espèces animales ancestrales différentes
des espèces contemporaines. Au sens plus strict, l’évolution
peut aussi se définir comme l’ensemble des changements
dans la composition génétique d’une population de génération en génération (voir le chapitre 23).
Qu’on parle de l’évolution au sens large ou au sens strict, on
peut la considérer de deux façons différentes, mais connexes :
soit comme un modèle, soit comme un processus. Le modèle
évolutionniste nous est révélé par des données provenant de
plusieurs disciplines scientifiques, notamment la biologie, la
géologie, la physique et la chimie. Ces données sont des faits
– des observations sur le monde naturel. Quant au processus
de l’évolution, il représente l’ensemble des mécanismes qui
produisent le mode de changement observé. Ces mécanismes
sont les causes naturelles des phénomènes naturels que nous
observons. La force de la théorie de l’évolution en tant que
principe unificateur réside en effet dans sa capacité à expliquer et à relier un ensemble très vaste d’observations sur le
monde vivant.
Comme pour toutes les théories générales en science, nous
continuons à tester notre compréhension de l’évolution en
vérifiant si elle explique les nouvelles observations et les
nouveaux résultats expérimentaux des scientifiques. Dans ce
chapitre et les suivants, nous examinerons comment ces découvertes récentes façonnent notre connaissance de l’évolution et
de ses mécanismes. Mais commençons par retracer la démarche
* Ici et tout au long de cet ouvrage, le terme environnement fait référence aussi
bien aux aspects physiques du milieu d’un organisme qu’aux autres organismes
qui s’y trouvent.
540
QUATRIÈME PARTIE Les mécanismes de l’évolution
Révision du chapitRe 22
RésUMé dEs concEPTs clés
concept
22.1
La théorie de Darwin a révolutionné l’idée
d’une terre jeune et peuplée d’espèces immuables
(p. 524 à 526)
• Darwin a révolutionné les idées dominantes de son temps en soutenant
que l’unité et la diversité des espèces pouvaient s’expliquer par une
ascendance commune et par la sélection naturelle.
• Hutton et Lyell étaient en désaccord avec la thèse du
catastrophisme, qui attribuait les changements survenus dans la
flore et la faune à des catastrophes géologiques de très grande ampleur
dues à des mécanismes n’ayant plus cours. Ces deux géologues ont
compris que les changements survenus à la surface de la Terre peuvent
résulter d’actions lentes et continuelles qui sont toujours à l’œuvre
aujourd’hui (uniformitarisme).
• Lamarck supposait que les espèces évoluent, mais les faits n’appuient
pas les mécanismes qu’il proposait.
Pourquoi l’âge de la Terre était-il important dans les idées
de Darwin sur l’évolution ?
concept
22.2
La descendance avec modification par sélection
naturelle explique les adaptations des organismes
ainsi que l’unité et la diversité de la vie
(p. 526 à 532)
• C’est grâce aux connaissances acquises au cours de l’expédition du
Beagle que Darwin a montré que de nouvelles espèces dérivent d’espèces
ancestrales par l’accumulation graduelle d’adaptations. Après
son retour en Angleterre, il a précisé sa théorie. En 1859, après avoir
appris que Wallace était parvenu aux mêmes conclusions, Darwin
a publié sa théorie.
• Dans De l’origine des espèces, Darwin a soutenu que l’évolution se fait
par la sélection naturelle.
Les individus qui sont bien adaptés à
leur environnement tendent à avoir une
descendance plus nombreuse que les autres.
Avec le temps, les caractères favorables
s’accumulent dans la population.
Inférences
et
Il existe des variations
héréditaires au sein
des populations.
Les organismes produisent une
descendance plus nombreuse
que celle que peut soutenir
l’environnement.
Observations
Expliquez la relation entre d’une part la reproduction excessive
et les variations de traits héréditaires et, d’autre part, l’évolution
par la sélection naturelle.
?
?
concept
22.3
Une somme considérable de données scientifiques
atteste l’évolution (p. 532 à 539)
• Dans plusieurs études, les chercheurs ont observé directement la sélection naturelle menant à l’évolution adaptative, notamment en effectuant des recherches sur les punaises à épaules rouges et sur le SARM.
• Les organismes présentent des caractéristiques communes en raison de
leur ascendance commune (homologie) ou parce que la sélection
naturelle produit des effets similaires chez des espèces qui évoluent de
manière indépendante dans des environnements similaires (évolution convergente).
• Les archives fossiles démontrent que les organismes du passé lointain
différaient des organismes actuels, que plusieurs espèces se sont éteintes
et que l’évolution des espèces se fait sur de longues périodes de temps.
De plus, les archives fossiles documentent l’origine des principaux
groupes d’organismes.
• La théorie de l’évolution peut expliquer des phénomènes
biogéographiques.
Résumez les différents ensembles de données qui appuient
l’hypothèse selon laquelle les Cétacés descendent de mammifères
terrestres et sont étroitement reliés aux Artiodactyles.
éVAlUATIon
nIVEAU 1 : connAIssAncEs ET coMPRéHEnsIon
1. Parmi les énoncés suivants, lequel n’est ni une observation ni une
inférence sur laquelle se fonde la théorie de la sélection naturelle ?
a) Il existe des variations héréditaires entre les individus.
b) Les individus peu adaptés ne produisent jamais de descendants.
c) Les espèces produisent plus de descendants que peut en soutenir
leur environnement.
d) Les individus dotés de caractères qui leur confèrent une
meilleure adaptation au milieu laissent généralement une
descendance plus nombreuse que les autres.
e) Souvent, seule une partie de la descendance d’un individu
peut survivre et se reproduire.
2. Parmi les observations suivantes, laquelle a aidé Darwin à formuler
son idée de la descendance avec modification ?
a) La diversité des espèces diminue à mesure que la distance par
rapport à l’équateur augmente.
b) Le nombre d’espèces vivant sur les îles était inférieur au nombre
d’espèces trouvées sur les continents les plus proches.
c) Les oiseaux vivaient sur des îles situées à une distance du continent supérieure à leur distance maximale de vol.
d) Les plantes du climat tempéré d’Amérique du Sud étaient plus
semblables aux plantes tropicales d’Amérique du Sud qu’aux
plantes des climats tempérés d’Europe.
e) Les tremblements de terre changent le visage de la vie, car ils
provoquent des extinctions massives.
nIVEAU 2 : APPlIcATIon ET AnAlYsE
3. Six mois après que l’on ait utilisé avec succès de la méthicilline
pour traiter une infection à S. aureus dans une collectivité, toutes les
nouvelles infections ont été causées par le SARM. Parmi les énoncés
suivants, lequel explique le mieux ce résultat ?
a) S. aureus peut résister au vaccin.
b) Un patient a été infecté par un SARM provenant d’une autre
collectivité.
c) En réaction au médicament, S. aureus a commencé à synthétiser
une variante résistante de la protéine visée par la méthicilline.
?
Les concepts clés, présentés en
début de chapitre et développés
au fil des pages, sont résumés
dans la révision du chapitre.
Nouveau ! Une question synthèse
figure à la fin du résumé de chaque
concept. Comparez vos réponses à celles
présentées à la toute fin du chapitre.
Des figures synthèses résument
visuellement l’information importante.
Pour vous aider à vous préparer aux
divers types de questions d’examen,
les questions de fin de chapitre sont
maintenant organisées en trois niveaux,
selon la taxinomie de Bloom :
Niveau 1 : Connaissances et compréhension
Niveau 2 : Application et analyse
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