Expliquer les forces évolutives

Une population regroupe des individus d’une même espèce présents dans un espace donné et pouvant se reproduire entre eux. Elle possède une diversité de caractères et d’allèles. Une fréquence allélique est la proportion des copies d’un gène correspondant à un allèle dans l’ensemble étudié. Un changement de cette fréquence au cours des générations constitue une évolution génétique de la population. L’individu peut grandir ou modifier son comportement ; cette transformation individuelle n’est pas, à elle seule, une évolution de la population.

Une mutation modifie une séquence d’ADN et peut produire un nouvel allèle. Elle n’apparaît pas parce que l’organisme en aurait besoin. Une mutation transmissible peut ensuite devenir plus ou moins fréquente selon la reproduction des individus et les conditions rencontrées. Il faut distinguer l’origine d’une variation et les mécanismes qui changent sa fréquence. Une mutation ne constitue pas nécessairement un avantage ; son effet dépend notamment du fonctionnement concerné et du milieu.

La dérive génétique est une modification aléatoire des fréquences alléliques au cours des générations. Tous les individus ne laissent pas exactement le même nombre de descendants, même si les variants étudiés n’entraînent aucun avantage. La génération suivante reçoit donc un échantillon des copies de la génération précédente. Le hasard de cet échantillonnage suffit à modifier les proportions. L’effet est généralement plus marqué lorsque l’effectif est faible.

Pour le comprendre, un modèle représente un ensemble de copies par des jetons de deux couleurs. À chaque génération, on tire avec remise un nombre fixé de jetons, puis on construit le nouvel ensemble avec ces résultats. Aucun jeton n’est favorisé. Des répétitions partant des mêmes proportions donnent pourtant des trajectoires différentes. Dans une petite population, un allèle peut disparaître ou se fixer, c’est-à-dire atteindre une fréquence de 1. Dans ce modèle sans mutation ni migration, un allèle perdu ne réapparaît pas spontanément.

Un petit groupe fondateur peut emporter des fréquences différentes de celles de la population d’origine. De même, une forte réduction d’effectif peut laisser un échantillon peu représentatif. Cela peut réduire la diversité disponible, sans que les allèles conservés soient les meilleurs dans un sens général. La dérive existe aussi dans de grandes populations ; son effet relatif y est généralement moins marqué, ce qu’on vérifie en comparant de nombreuses répétitions.

La sélection naturelle repose sur des différences héréditaires qui influencent le nombre de descendants dans un environnement donné. Les ressources sont limitées et les organismes interagissent avec concurrents, partenaires, parasites ou prédateurs. Certains caractères contribuent alors à une meilleure survie ou reproduction. Si les différences sont transmissibles, les allèles associés peuvent devenir plus fréquents. Il ne s’agit ni d’un choix conscient du milieu, ni d’un effort individuel pour se transformer.

Un avantage est relatif aux conditions. Une couleur qui réduit la visibilité dans un milieu peut rendre l’individu plus visible dans un autre. La sélection ne fabrique pas à la demande la variante utile : elle agit sur la variation disponible. Les populations évoluent sans objectif final. Une adaptation n’est pas une perfection ; un caractère peut présenter plusieurs effets dont certains sont défavorables.

Sélection et dérive peuvent agir simultanément. Dans une petite population, le hasard peut modifier le résultat attendu de la sélection. Observer une seule courbe ne permet donc pas toujours de séparer les mécanismes. On recherche des données de reproduction et de survie, on compare plusieurs populations et on confronte des modèles avec et sans avantage. L’évolution peut être observable sur peu de générations ; la décrire comme obligatoirement lente serait inexact.

Des populations peuvent échanger moins de gènes lorsqu’elles sont séparées par une barrière géographique ou lorsqu’elles ne se reproduisent plus entre elles. Mutations, sélection et dérive peuvent alors produire des divergences. Si un isolement reproducteur durable se met en place, on peut aboutir à une spéciation, formation de nouvelles espèces. Une séparation géographique ne crée donc pas instantanément une nouvelle espèce ; le devenir dépend des populations et de leur histoire.

La spéciation ne suit pas un calendrier unique. Des différences de comportements de reproduction peuvent aussi limiter les rencontres sans grande barrière physique. Il faut examiner les possibilités de reproduction et de descendance fertile, ainsi que d’autres critères lorsque le cas l’exige. Un arbre de parenté représente des relations de divergence ; il ne montre pas une échelle allant d’espèces inférieures à des espèces supérieures.

La théorie de l’évolution s’appuie sur des observations, des prédictions et des confrontations de résultats. En 1858, Darwin et Wallace présentent des travaux sur la sélection naturelle ; Darwin publie son ouvrage sur l’origine des espèces en 1859. La génétique et la connaissance de l’ADN enrichissent ensuite les explications de la variation et de l’hérédité. Une théorie scientifique n’est pas une simple opinion : elle organise des faits et des mécanismes que l’on peut discuter et tester.