SVT (Spé) — Génétique et évolution
L'évolution et la sélection naturelle
Darwin, dérive génétique, spéciation
Résumé synthétiqueFiche en 3 sectionsQuiz de 15 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Pourquoi les espèces changent-elles au fil du temps ? En 1859, **Darwin** propose une réponse d'une élégance redoutable : la **sélection naturelle**. Comme les ressources sont limitées, les individus qui portent des **variations héréditaires** avantageuses survivent et se reproduisent davantage : leurs allèles se répandent. Mais l'évolution n'est pas que sélection : la **dérive génétique** modifie les fréquences alléliques **au hasard**, surtout dans les petites populations. Et quand deux populations cessent d'échanger leurs gènes, l'**isolement reproductif** finit par les transformer en espèces distinctes : c'est la **spéciation**. Arbres phylogénétiques et homologies racontent alors la grande histoire d'un **ancêtre commun**.
Imagine une population de coléoptères : certains sont plus discrets, d'autres se font repérer par les oiseaux. Si la couleur est **héréditaire**, les discrets laisseront plus de descendants. Génération après génération, le **tri opéré par l'environnement** modifie la population : c'est la **sélection naturelle**, le moteur principal de l'**adaptation**.
- **Darwin** publie *L'Origine des espèces* en **1859** et propose la **sélection naturelle** comme mécanisme de l'évolution.
- Au sein d'une espèce, les individus présentent des **variations héréditaires** (issues des **mutations** et du brassage), transmises aux descendants.
- Les ressources étant **limitées**, il existe une **lutte pour la survie** : tous les individus ne se reproduisent pas autant.
- Les individus les **mieux adaptés** à leur milieu survivent et se reproduisent davantage : ils ont une meilleure **valeur sélective (fitness)**.
- Les **allèles avantageux** deviennent plus fréquents au fil des générations ; les allèles défavorables se raréfient.
- La sélection naturelle est un mécanisme **non aléatoire** et **orienté par l'environnement** — mais elle n'a aucun but : elle ne fait que trier ce qui existe déjà.
Exemple
La **phalène du bouleau** (*Biston betularia*) en Angleterre : avant la révolution industrielle, la forme **claire** dominait, camouflée sur les lichens clairs. Avec la **pollution** qui a noirci les troncs, la forme **sombre** est devenue mieux camouflée contre les oiseaux et a vu sa fréquence exploser dans les régions industrielles — un cas de sélection naturelle observé en quelques décennies.
Piège à éviter
Ne dis jamais que les individus « **s'adaptent** » volontairement ou que la mutation apparaît *parce qu'*elle est utile. Les **mutations sont aléatoires** et préexistent à la pression de sélection ; l'environnement ne fait que **trier** des variants déjà présents. C'est l'erreur **lamarckienne** classique.
Le hasard joue aussi un rôle dans l'évolution. À chaque génération, les allèles transmis ne sont qu'un **échantillon** de ceux de la génération précédente. Comme à pile ou face, plus l'**effectif est petit**, plus cet échantillonnage dévie du hasard parfait : c'est la **dérive génétique**, une évolution **sans rapport avec l'adaptation**.
- La **dérive génétique** est une modification **aléatoire** des fréquences alléliques d'une génération à l'autre.
- Elle agit sur **tous** les allèles, qu'ils soient avantageux, neutres ou défavorables — sans lien avec leur utilité.
- Son effet est d'autant **plus fort** que la **population est petite** : dans une grande population, les fluctuations se compensent.
- Elle peut **fixer** un allèle (fréquence 100 %) ou l'**éliminer** (fréquence 0 %) purement par hasard, réduisant la **diversité génétique**.
- L'**effet fondateur** (petit groupe colonisant un nouveau milieu) et le **goulot d'étranglement** (effondrement brutal des effectifs) sont deux cas typiques de dérive.
- Sélection et dérive agissent **simultanément** : la dérive est seule maîtresse pour les allèles **neutres**.
Exemple
Le **guépard** a subi un **goulot d'étranglement** il y a environ 10 000 ans : l'espèce a failli disparaître et tous les guépards actuels descendent d'un tout petit nombre de survivants. Résultat : une **diversité génétique extrêmement faible**, au point que des greffes de peau entre individus non apparentés sont acceptées — signe d'un patrimoine génétique presque uniforme.
Piège à éviter
Ne confonds pas **dérive** et **sélection** : la sélection est **orientée** (elle favorise l'adapté), la dérive est **aléatoire** (le hasard peut très bien éliminer un allèle avantageux dans une petite population). Et la dérive ne crée **rien** de nouveau : seule la **mutation** apporte de la nouveauté génétique.
Comment naît une **nouvelle espèce** ? Le scénario le plus courant : deux populations d'une même espèce se retrouvent **séparées**. Coupées l'une de l'autre, elles accumulent indépendamment **mutations**, sélection et dérive, jusqu'à ce qu'elles ne puissent **plus se reproduire ensemble**. Cet **isolement reproductif** signe la naissance de deux espèces : c'est la **spéciation**.
- La **spéciation** est la formation d'une **nouvelle espèce** à partir d'une population ancestrale.
- Une **espèce biologique** se définit comme un ensemble d'individus **interféconds** dont la descendance est elle-même fertile.
- Schéma classique : **isolement géographique** (barrière, île, rivière) → **divergence génétique** indépendante → **isolement reproductif**.
- L'isolement reproductif peut être **géographique**, **comportemental** (parades, chants différents), **temporel** (saisons de reproduction décalées) ou **génétique** (hybrides stériles).
- L'**arbre phylogénétique** représente les **liens de parenté** : chaque **nœud** est un **ancêtre commun** d'où divergent deux lignées.
- Les **homologies** (mêmes structures issues d'un même plan d'organisation, comme le **membre des vertébrés**) témoignent d'un **ancêtre commun** ; à ne pas confondre avec les **analogies**, fruit d'une **convergence**.
Exemple
Les **pinsons des Galápagos** étudiés par Darwin : à partir d'une espèce ancestrale venue du continent, l'isolement sur des îles différentes a produit une dizaine d'espèces aux **becs variés**, chacun adapté à un régime alimentaire (graines dures, insectes, nectar). C'est un exemple emblématique de **radiation adaptative** par spéciation.
Piège à éviter
Une **espèce** n'est pas définie par la **ressemblance** mais par l'**interfécondité** : deux populations qui se ressemblent peuvent être des espèces distinctes si elles ne se reproduisent plus ensemble, et inversement. Attention aussi : des **organes analogues** (aile d'oiseau / aile d'insecte) ne prouvent **pas** une parenté proche — seules les **homologies** le font.
Quiz - Évolution
15 questions
Notions clés — SVT (Spé)
Articles utiles
Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur L'évolution et la sélection naturelle, extraits du quiz de révision.
La sélection naturelle favorise les individus :
Réponse :
Les mieux adaptés à leur milieu
Ce n'est pas la force ni la taille qui comptent, mais l'**adéquation au milieu**. Les individus les mieux adaptés à leur environnement survivent et se reproduisent davantage : ils transmettent leurs allèles avantageux. La sélection est donc relative à un environnement donné — un même caractère peut être avantageux ici, défavorable ailleurs.
La dérive génétique est :
Réponse :
Un mécanisme aléatoire
La dérive génétique est une modification **aléatoire** des fréquences alléliques d'une génération à l'autre, due au hasard de l'échantillonnage des gamètes. Contrairement à la sélection naturelle (orientée par l'environnement), elle agit sans lien avec l'utilité des allèles. Son effet est d'autant plus marqué que la population est petite.
La spéciation nécessite :
Réponse :
Un isolement reproductif
Pour qu'une nouvelle espèce se forme, il faut un **isolement reproductif** durable : les deux populations ne peuvent plus échanger leurs gènes. Cet isolement, souvent amorcé par une séparation géographique, laisse les populations diverger indépendamment. Une seule mutation ne suffit jamais à créer une espèce.
L'Origine des espèces est écrit par :
Réponse :
Darwin
Charles **Darwin** publie *L'Origine des espèces* en **1859**, où il expose la théorie de l'évolution par sélection naturelle. Lamarck avait proposé plus tôt une théorie (hérédité des caractères acquis) aujourd'hui réfutée. Mendel fonde la génétique, Pasteur la microbiologie.