Sélection Naturelle

© Eric R. Pianka

L’évolution est le changement génétique progressif des organismes vivants au fil du temps en raison des pressions écologiques qu’ils subissent. Les individus d’une population métisse partagent un pool génétique commun. Le pool génétique d’une population évolue, et non un individu, en raison des changements qui se produisent dans ce pool génétique. L’évolution peut se produire de plusieurs manières différentes: (1) la fréquence des gènes peut être modifiée par la migration, le flux génétique d’une autre population. (2) dans les petites populations, les fréquences des gènes peuvent être modifiées par échantillonnage aléatoire – c’est ce qu’on appelle la dérive génétique. (3) la pression de mutation et (4) la ségrégation non mendélienne (pulsion méiotique) peuvent également modifier les pools de gènes. Cependant, de loin l’agent le plus important de l’évolution est (5) la sélection naturelle, qui opère par le succès reproductif différentiel des individus. La sélection naturelle est le seul mécanisme évolutif dirigé aboutissant à la conformité entre un organisme et son environnement. C’est ainsi que les adaptations se produisent et se maintiennent. La sélection naturelle est vraiment la théorie unificatrice fondamentale de toute vie. Une compréhension approfondie de la sélection naturelle ouvre une fenêtre de lucidité permettant de comprendre pratiquement n’importe quel phénomène dans le monde vivant – c’est un processus cosmique universel, même pour toutes les formes de vie extraterrestres non basées sur l’ADN qui peuvent exister ailleurs dans le Cosmos.

Aussi puissante que soit la sélection naturelle, elle est malheureusement parfois mal comprise. Une idée fausse persistante est que la sélection naturelle se produit principalement à travers des différences entre les organismes dans les taux de mortalité, ou une mortalité différentielle (par exemple, «Nature, rouge dans la dent et la griffe»).

La sélection se déroule normalement de manière beaucoup plus subtile et discrète. Chaque fois qu’un organisme laisse une progéniture plus prospère qu’un autre, ses gènes finiront par dominer le patrimoine génétique de la population. Finalement, le génotype laissant moins de progéniture doit disparaître dans une population stable, à moins que des changements concomitants ne lui confèrent un avantage à mesure qu’il se raréfie. En fin de compte, la sélection naturelle ne fonctionne que par un succès de reproduction différentiel. La mortalité différentielle peut être sélective mais seulement dans la mesure où elle crée des différences entre les individus dans le nombre de descendants reproductifs qu’elles produisent. Par conséquent, des expressions telles que «la lutte pour l’existence» et «la survie des plus aptes» ont eu une conséquence malheureuse. Ils ont tendance à inciter les gens à penser à un monde où l’on mange un chien et à considérer des choses comme la prédation et la lutte contre la nourriture comme moyen de sélection répandu. Trop souvent, la sélection naturelle est définie en termes de taux de mortalité différentiels, les individus les plus forts et les plus rapides étant considérés comme ayant un avantage sélectif sur les individus les plus faibles et les plus lents. Mais, si tel était le cas, chaque espèce gagnerait continuellement en force et en vitesse. Parce que cela ne se produit pas, la sélection contre l’augmentation de la force et de la vitesse (contre-sélection) doit avoir lieu et doit limiter le processus. Les animaux peuvent être trop agressifs pour leur propre bien; un individu extrêmement agressif peut consacrer tellement de temps et d’énergie à chasser d’autres animaux qu’il consacre moins de temps et d’énergie à l’accouplement et à la reproduction, et, par conséquent, laisse moins de progéniture que la moyenne. De même, un individu peut être trop soumis et passer trop de temps et d’énergie à fuir les autres animaux.

Des différences de survie conduisant à une mortalité différentielle peuvent, mais pas toujours, conduire à une sélection naturelle. Un matou prudent qui traverse rarement des rues bruyantes peut vivre jusqu’à un âge avancé sans laisser autant de descendants qu’un autre tom moins guindé tué sur une route très fréquentée à un âge beaucoup plus jeune.

À moins que vivre plus longtemps ne permette ou n’entraîne un succès reproductif plus élevé, la longue durée de vie n’est pas favorisée par la sélection naturelle. De même, bien que nous puissions souhaiter le contraire, il n’y a pas de prime sélective nécessaire sur la beauté, le cerveau ou le muscle, à moins que ces traits ne se traduisent en fait par plus de progéniture que la moyenne. Ainsi, la seule monnaie reconnue par la sélection naturelle est le bébé. Si laid, muet, faible, les individus laissent plus de progéniture, ils hériteront de la Terre. La sélection naturelle fonctionne comme un expert en efficacité à courte vue, découvrant toutes les façons de maximiser le succès reproductif, même lorsque cela devient préjudiciable à la survie. La sélection n’est pas sensible et n’a d’autre objectif que d’optimiser l’utilisation des ressources en vue d’une reproduction réussie immédiate. La sélection naturelle est également l’inventeur ultime: une courte liste de ses nombreux brevets comprend le vol, la navigation céleste, de nombreux produits pharmaceutiques, l’écholocation, l’isolation, les capteurs infrarouges et les aiguilles hypodermiques.

La sélection naturelle a conduit à la fois à l’instinct et à l’apprentissage. L’apprentissage est favorisé dans des situations imprévisibles où les animaux peuvent mieux s’adapter en modifiant leur comportement de manière appropriée. Les instincts sont essentiellement des apprentissages «câblés» et évoluent dans des situations prévisibles, en particulier celles qui impliquent des décisions de vie ou de mort. Ainsi, parce que les humains sont apparus en Afrique, entourés de serpents venimeux dangereux, nous avons développé une peur instinctive des serpents.

De nombreuses autres émotions ont également évolué pour nous adapter à nos environnements. Pendant de nombreux millénaires, les humains ont vécu comme des chasseurs-cueilleurs et se sont réfugiés dans des grottes. La cupidité et la vengeance ont certainement dû s’adapter aux premiers habitants des grottes. Un homme des cavernes gourmand qui a refusé de partager ses magasins d’alimentation au début de l’hiver aurait été plus susceptible de survivre jusqu’au printemps et aurait donc joui d’une meilleure condition physique (succès reproductif) qu’un homme des cavernes non gourmand. De même, la vengeance avait un sens – si un autre homme des cavernes jouait avec vos affaires, vous le frappiez par-dessus la tête et il était peu probable qu’il le fasse à nouveau. De tels instincts ont fonctionné à notre avantage lorsque nous étions des hommes des cavernes, mais sont devenus dangereusement inadaptés dans le monde artificiel artificiel d’aujourd’hui. Actuellement, nous adorons la cupidité galopante, permettant aux autres de devenir milliardaires – quel sens cela fait-il d’avoir plus que ce que vous pouvez réellement utiliser? De même, la vengeance n’a aucun sens lorsque l’on envisage d’appuyer sur un bouton rouge pour déclencher des explosifs nucléaires qui vous détruiront ainsi que vos ennemis.

Par conséquent, la sélection naturelle peut se retourner contre elle, comme elle l’a souvent fait. Par exemple, la sélection nous a programmés pour nous reproduire en faisant picoter nos terminaisons nerveuses aux bons endroits – les gens des cavernes ont fait beaucoup de bébés sans même savoir d’où ils venaient! Comme toutes les formes de vie, nous ne sommes que de simples marionnettes dansant sur les cordes de la sélection naturelle, souvent sans même en avoir conscience. Les humains ont surpeuplé le vaisseau spatial Terre et nous détruisons nos propres systèmes de survie, menaçant en fait de nous détruire. La sélection naturelle ne favorise pas souvent la « gentillesse » mais conduit généralement à des comportements égoïstes. Même dans la coopération, comme les mutualismes, les parties diffèrent dans les coûts et les avantages obtenus. Pour que ces systèmes coopératifs évoluent, les avantages nets pour les deux parties doivent l’emporter sur l mort étouffante es coûts. Malheureusement, aussi puissante que soit la sélection naturelle, elle est extrêmement myope et donc experte en efficacité imparfaite. Vous pourriez même affirmer que la sélection naturelle est notre plus grand ennemi – pour vivre dans un équilibre durable à long terme avec les ressources limitées de la Terre, les humains devront surmonter leur envie préprogrammée de se reproduire. Ce ne sera pas facile et peut même être impossible.

Des explications naïves de sélection de groupe sont souvent données pour les phénomènes biologiques. Par exemple, les gens parlent souvent de choses qui «sont bonnes pour l’espèce». La sélection naturelle ne fonctionne tout simplement pas à ce niveau, mais favorise plutôt le succès reproducteur des organismes individuels. La réflexion sur l’évolution de divers attributs écologiques doit se faire avec soin et correctement. Par exemple, il est tentant, mais dangereusement trompeur, de considérer les organismes ou les écosystèmes comme ayant été «conçus» pour un fonctionnement ordonné et efficace. De nombreux attributs des individus sont des reports mal conçus d’ancêtres aux écologies différentes. L’adaptation d’un poisson ancestral à un mammifère terrestre a nécessairement impliqué de nombreux changements de fonction et conduit à certains éléments de mauvaise conception, tels que le croisement entre les tubes respiratoires et d’ingestion, entraînant un arrangement poumon / œsophage inadapté (qui conduit à près de 3000 décès par suffocation). en Amérique chaque année).

Il faut toujours garder à l’esprit que la sélection naturelle fonctionne par le succès de reproduction différentiel des organismes individuels. Les interactions antagonistes au niveau des individus et des populations (compétition, prédation, parasitisme) doivent fréquemment altérer certains aspects de la performance des écosystèmes.

Deux approches fondamentalement différentes se sont révélées utiles en biologie, l’approche fonctionnelle (mécaniste) et l’évolution (stratégique). La première traite d’une échelle de temps plus courte que la seconde. Ceux-ci ont été appelés le « comment? » contre « pourquoi? » des questions. Par exemple, on pourrait se demander «pourquoi les sex-ratios sont-ils souvent proches de 50:50?» Une réponse mécaniste immédiate pourrait être que (chez les mammifères, au moins) la moitié du sperme contient un chromosome y, tandis que l’autre moitié contient le chromosome x: ainsi la moitié des zygotes formés seront xy (mâle) et l’autre moitié sera femelle (xx).

Fisher (1930) a proposé une réponse évolutive: quel que soit le sex-ratio actuel, chaque génération, la moitié des gènes de la prochaine génération de gènes doivent provenir d’hommes et l’autre moitié de femmes. Ainsi, investir dans les fils a la même attente de gain que d’investir dans les filles: à l’équilibre, les parents devraient investir également dans les deux sexes, ce qui se traduira généralement par un sex-ratio proche de 50:50. Fisher a ensuite noté que, chez l’homme, les sex-ratios à la naissance sont en fait statistiquement biaisés en faveur d’un excès de mâles. Puis, reliant les points, il a noté que la mortalité infantile est plus élevée chez les hommes que chez les femmes. Par conséquent, pour égaliser les dépenses parentales pour les fils et les filles, les parents doivent investir davantage dans les fils tôt dans la période de garde parentale et compenser cela plus tard pendant la garde parentale en investissant davantage dans les filles. Fisher conclut «puisque cet ajustement est provoqué par une inégalité quelque peu importante du sex-ratio à la conception, pour laquelle aucune raison a priori ne peut être donnée, il est difficile d’éviter de conclure que le sex-ratio a vraiment été ajusté par ces moyens. « 

Pendant de nombreuses années, les biologistes ont simplement accepté un large éventail de phénomènes biologiques comme essentiellement immuables, comme l’exemple ci-dessus selon lequel les sex-ratios sont généralement proches de l’égalité, sans se demander pourquoi de tels faits pourraient en être ainsi ni comment ils auraient pu évoluer. Jusqu’en 1970 environ, une perspective évolutive faisait totalement défaut dans les manuels d’écologie.

Une révolution intellectuelle a eu lieu en écologie au cours du dernier demi-siècle: une application rigoureuse de la théorie de la sélection naturelle en biologie des populations a considérablement amélioré notre compréhension de nombreux phénomènes, y compris l’évolution de choses telles que la dominance génétique, les modes de recherche de nourriture, les tactiques de reproduction, sénescence, ménopause, sex-ratios, courbes de tolérance, large éventail de comportements sociaux, choix des partenaires, systèmes d’accouplement, tactiques d’évasion des prédateurs, virulence parasitaire, comportement modifié par l’hôte, épidémiologie évolutive, médecine darwinienne, largeur de niche, structure de guilde et répartition des ressources , entre autres. L’ajout d’une approche évolutive a ouvert de nouveaux domaines d’activité tels que la recherche optimale de nourriture, les tactiques d’histoire de vie, la sélection sexuelle et la coévolution, chacun étant devenu une sous-discipline instantanée, puis a rapidement explosé dans un domaine à part entière. L’écologie évolutive s’est épanouie en une discipline massive qui a assimilé et largement remplacé d’autres sous-disciplines écologiques.

Les techniques moléculaires modernes permettent désormais aux biologistes d’isoler, d’amplifier et de séquencer l’ADN, qui à son tour peut être utilisé pour reconstruire les arbres évolutifs probables et les états ancestraux. La phylogénie et les méthodes comparatives modernes permettent désormais aux écologistes de déduire et de tracer le cours réel probable de l’évolution.

Températures corporelles actives en ° C parmi sept genres de scinques australiens, avec des températures corporelles ancestrales présumées à divers nœuds. Notez la température corporelle élevée de Ctenotus (extrême droite) et les températures corporelles plus basses de ses parents Hemiergis, Eremiascincus et Sphenomorphus. Cette analyse phylogénétique suggère que les lignées descendantes divergeaient d’un ancêtre commun, qui possédait une température corporelle active modérée [Adapté de Huey et Bennett (1987).]

Toute vie sur Terre est née d’un ancêtre commun dont les descendants ont subi une sélection divergente similaire à celle illustrée dans la figure ci-dessus. Darwin a terminé « L’Origine des espèces » avec « Il est intéressant de contempler une banque emmêlée, habillée de nombreuses plantes de toutes sortes, avec des oiseaux chantant sur les buissons, avec divers insectes qui voltigent et avec des vers rampant à travers la terre humide, et pour refléter que ces formes élaborées de manière élaborée, si différentes les unes des autres, et dépendantes les unes des autres d’une manière si complexe, ont toutes été produites par des lois agissant autour de nous. Ces lois, prises au sens le plus large, sont la croissance avec reproduction; héritage qui est presque impliqué par la reproduction; variabilité de l’action indirecte et directe des conditions de vie, de l’utilisation et de la désuétude; un rapport d’augmentation si élevé qu’il mène à une lutte pour la vie, et par conséquent à la sélection naturelle, entraînant une divergence de caractère et l’extinction de formes moins améliorées. Ainsi, de la guerre de la nature, de la famine et de la mort, suit directement l’objet le plus élevé que nous sommes capables de concevoir, à savoir la production des animaux supérieurs. Il y a de la grandeur dans cette vision de la vie. . . « 

Pour la première et unique fois dans toute l’histoire de la vie sur Terre de plus de 3,5 milliards d’années, un produit de la sélection naturelle a suffisamment évolué l’intelligence pour prendre conscience de la force (sélection naturelle) qui anime tous les systèmes vivants. Pour paraphraser Balfour (1895), «la matière se connaît elle-même». Nous avons la capacité de comprendre la base évolutive des émotions humaines: trahison, compassion, empathie, envie, peur, cupidité, honnêteté, jalousie, loyauté, luxure, vengeance et confiance. Mais nous n’avons toujours pas la capacité de les contrôler. Malheureusement, plutôt que d’utiliser notre intelligence pour devenir des intendants divins de cette planète, les humains ont plutôt choisi de violer et de détruire la seule Terre que nous possédions.

Les humains dominent désormais les écosystèmes de la Terre à un tel point, l’écologie pure a pratiquement disparu de la surface de cette planète! Les systèmes écologiques vierges n’existent plus nulle part. Les effets anthropiques multiples de la surpopulation comprennent de nombreux types de pollution de l’atmosphère, de l’eau et des terres (et les effets multiples d’une telle pollution sur la santé et les moyens de subsistance des plantes et des animaux, y compris nous-mêmes), la destruction et la fragmentation de l’habitat, les espèces menacées, la perte de la variabilité génétique, de l’extinction, de la perturbation des écosystèmes naturels, du transport humain des organismes et de l’homogénéisation résultante du biote terrestre, de l’évolution des microbes qui infectent les humains en tant qu’hôtes, et même des taux de meurtres parmi les humains.

Jusqu’à récemment, le vaisseau spatial Terre nous a fourni un endroit plutôt agréable à vivre. Mais maintenant, les systèmes de survie de la Terre échouent. . . nous avons surpeuplé la planète et sali son atmosphère – la pollution qui en résulte contribue au changement climatique mondial. La Terre se réchauffe rapidement – les calottes glaciaires fondent et les courants océaniques changent. Les ours polaires et les pingouins sont menacés d’extinction et bien que de nombreux humains refusent d’affronter les faits, nous ne sommes peut-être pas loin derrière.

Voir également:

ERP: Évolution
ERP: Adaptation
ERP: Coévolution
ERP: Évolution Convergente
ERP: Tactiques Reproductives
ERP: Sélection Sexuelle
ERP: Méthodes Scientifiques et Connaissances Humaines


Références

Balfour, AJ (1895) Fondements de la croyance. Longmans Green.

Darwin C (1859) L’origine des espèces par sélection naturelle. Murray, Londres.

Fisher RA. (1930) La théorie génétique de la sélection naturelle. Clarendon Press, Oxford.

Garland T, RB Huey et AF Bennett (1991) Phylogénie et coadaptation de la physiologie thermique chez les lézards: une réanalyse. Evolution 45: 1969-1975.

Huey RB & AF Bennett (1987) Études phylogénétiques de la coadaptation: températures préférées par rapport aux températures de performance optimales des lézards. Evolution 41: 1098-1115.

Hutchinson GE (1959) Hommage à Santa Rosalia, ou pourquoi y a-t-il tant de types d’animaux? Amer. Natur. 93: 145-159.

Pianka, ER (2000) Écologie Évolutive, 6e éd. Addison-Wesley Longman.


Source de la page: http://www.zo.utexas.edu/courses/THOC/Natural.Selection.html
Traduit par Mathilde Guibert

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