5 exemples de sélection naturelle de l'évolution sur Terre

Voici quelques exemples de sélection naturelle de l'évolution sur Terre:

A. Base génétique de l'adaptation dans le mélanisme industriel (Fig. 7.41):

Au début du XIXe siècle (1830), il n'y avait pas beaucoup de croissance industrielle en Angleterre (par exemple, Birmingham) et il existait principalement un papillon à poils blancs Bistort betularia qui était bien adapté pour se défendre des oiseaux prédateurs.

Pendant la journée, il se reposait sur un tronc de chêne de couleur claire et recouvert de lichen. Mais avec la croissance industrielle en 1920, les particules de fumée libérées par les cheminées des industries ont tué les lichens et assombri les troncs.

Ainsi, Biston betularia, aux ailes blanches, est devenue plus distincte des oiseaux prédateurs. Ensuite, une mutation du gène dominant est apparue chez certains membres de la population de papillons de nuit. Cette mutation génétique a produit un papillon mélanique à ailes sombres qui avait de meilleures chances de survie qu'un papillon de couleur grise.

La première forme mélanique de papillon au poivre a été observée en 1845. Ces papillons de couleur foncée par reproduction différentielle ont produit une espèce mélanique de couleur foncée, Biston carbonaria, qui formait 99% de la population de papillons de nuit en 1895.

Ce remplacement du papillon de couleur claire par des espèces mélaniques de couleur foncée en raison de la fumée industrielle a été appelé mélanisme industriel. Ainsi, la sélection naturelle a favorisé les papillons mélaniques à se reproduire avec plus de succès par reproduction différentielle pour leur adaptation dans les zones industrielles anglaises.

Cela montre qu'un changement évolutif a toujours une base génétique et que cette variation génétique, lorsqu'elle est favorisée par la sélection naturelle, permet aux organismes de s'adapter à un environnement particulier, ce qui augmente leurs chances de survie.

Il a été étudié à l'origine par RA Fischer et EB Ford. Le mélanisme industriel a été expérimenté dans les années 1950 par un écologiste britannique, Bernard Kettelwell. Il a élevé un nombre égal de papillons de nuit sombres et clairs. Il a relâché une série de ces papillons dans la zone polluée (bois de Birmingham) et une autre dans une zone non polluée (dans le Dorset).

Après quelques années, il a pu capturer 19% des papillons pâles et 40% des papillons noirs de la zone polluée, alors qu'il ne pouvait capturer que 12, 5% des papillons pâles et 6% des papillons noirs d'une zone non polluée. Ce résultat montre les profils de survie différentielle de B. betularia dans les zones polluées et non polluées.

Il a conclu:

(i) Les zones de suie offrent une excellente protection aux formes mélaniques en raison de la fréquence accrue d'un gène dominant dans une zone industrielle.

ii) Dans les zones non polluées et les zones rurales où l’industrialisation n’a pas eu lieu, la fréquence du gène responsable des papillons pâles présente un avantage plus sélectif.

(iii) Dans une population mixte, les individus les mieux adaptés survivent et augmentent en nombre, mais aucune variante n’est complètement éliminée, par exemple, la pollution industrielle n’élimine pas complètement le gène des papillons pâles.

Il a également été signalé dans de nombreux autres pays européens. Le mélanisme industriel a été observé chez environ 70 espèces de papillons de nuit en Angleterre et chez environ 100 espèces aux États-Unis. Mais depuis 1956, après l'adoption de la législation sur la qualité de l'air, le charbon est remplacé par le pétrole et l'électricité.

Cela avait réduit les dépôts de suie sur les troncs. En conséquence, le nombre de papillons pâles a encore augmenté avec la réduction de la pollution. C'est ce qu'on appelle l'évolution inverse.

B. Moustiques résistants au DDT:

Les moustiques sont connus pour être les vecteurs de maladies comme le paludisme et l’éléphantiasis causées par Plasmodium et Wuchereria. Auparavant, la population de moustiques avait plus de moustiques sensibles au DDT mais moins résistants au DDT. Lorsque le DDT n'était pas utilisé, le virus résistant au DDT demeurait dominé par les moustiques sensibles au DDT.

Mais lorsque l'utilisation du DDT en tant qu'insecticide a commencé (introduite dans les années 1940), les moustiques résistants au DDT avaient un avantage concurrentiel par rapport à leurs homologues. Leur propriété résistante au DDT s’étendant à un nombre croissant de membres de la population, la population de moustiques est donc dominée par les résistants au DDT.

C'est aussi un exemple de sélection directionnelle. Ainsi, conformément au principe de sélection naturelle, les insecticides chimiques ne resteraient utiles que pendant un temps limité.

C. L'anémie falciforme:

(i) Caractères:

L'anémie falciforme est caractérisée par:

(a) Environ 1 à 2% des globules rouges deviennent des faucilles.

(b) Rupture précoce des globules rouges menant à une anémie sévère.

(c) L'hémoglobine normale Hb-A est remplacée par une hémoglobine Hb-S défectueuse dans laquelle l'acide glutamique de la chaîne β est remplacé par l'acide aminé valine en raison d'une substitution d'une seule base dans un gène.

(d) La capacité de charge en Hb-S de l'O ₂ est inférieure à celle de l'Hb-A.

e) Décès de la personne touchée à l’âge de la puberté.

(ii) cause. Elle est causée par une mutation génique autosomique récessive dans un état homozygote (Hb ^S Hb ^S ). Les hétérozygotes (Hb ^A Hb ^S ) ont également des cellules en forme de faucille.

Les personnes atteintes de drépanocytose se trouvent principalement dans les régions d’Afrique tropicale où le paludisme est très répandu. Il a été signalé que des cellules en forme de faucille de l'hétérozygote tue le parasite du paludisme. Ainsi, les hétérozygotes peuvent résister à l’infection par le paludisme bien mieux que les homozygotes pour l’hémoglobine normale.

La perte de gènes récessifs délétères par la mort d'homozygotes est compensée par la reproduction réussie d'hétérozygotes. Ainsi, la sélection naturelle l'a préservée avec l'hémoglobine normale dans les zones touchées par le paludisme. C'est un exemple d'équilibrage ou de stabilisation de la sélection.

E. Résistance aux antibiotiques dans les microbes

(Fig. 7.44). Joshua Lederberg et Esther Lederberg ont montré la base génétique des adaptations chez les bactéries en cultivant des cellules bactériennes par leur expérience de mise en culture.

L'expérience de Lederberg comportait les étapes suivantes:

1. Ils ont inoculé des bactéries sur une plaque d'agar et ont obtenu une plaque contenant plusieurs colonies bactériennes. Cette plaque s'appelait «plaque maîtresse».

2. Ils ont formé plusieurs répliques à partir de cette plaque maîtresse. Pour cela, ils ont pris un disque de velours stérilisé, monté sur un bloc de bois, qui a été doucement appuyé sur la plaque maîtresse. Certaines des cellules bactériennes de chaque colonie se sont collées au tissu de velours.

3. Maintenant, en pressant ce velours sur de nouvelles plaques d'agar, ils ont obtenu des répliques exactes de la plaque maîtresse. En effet, les cellules bactériennes ont été transférées d'une plaque à une autre par le velours.

4. Ensuite, ils ont essayé de faire des répliques sur les plaques d'agar contenant un antibiotique, la pénicilline. Quelques colonies ont pu se développer sur la plaque de gélose et étaient dites résistantes à la pénicilline, tandis que d'autres colonies ne se développaient pas sur un milieu antibiotique pénicilline et étaient dites des colonies sensibles à la pencilline.

Il y avait donc une pré-adaptation dans certaines cellules bactériennes pour développer un milieu contenant l'antibiotique pénicilline. Cette préadaptation s’est développée chez certaines bactéries par hasard lors d’une mutation génique et non en réponse à la pénicilline. Cela n’exprimait que lorsque ces bactéries étaient exposées à la pénicilline. Le nouvel environnement n'induit pas de mutations; il ne sélectionne que les mutations préadaptives survenues plus tôt.

Importance:

L'expérience de réplication sur plaque de Lederberg a fourni un support au néo-darwinisme et prouvé que l'adaptation de la résistance à la pénicilline dans les cellules bactériennes était due à la sélection de formes de bactéries mutantes préexistantes par nature.

Les cellules bactériennes résistantes à la pénicilline n'avaient aucun avantage à se multiplier dans un environnement où il n'y avait pas de pénicilline. Mais ils avaient un avantage concurrentiel sur les autres en ce qui concerne les géloses contenant de la pénicilline, ils se sont donc multipliés rapidement et ont formé des colonies dans le milieu contenant la pénicilline.

F. Résistance aux médicaments chez les bactéries. L. Cavalli et GA Meccacaro (1952) ont démontré que les bactéries du côlon - Escherichia coli sont résistantes aux antibiotiques - le chloramphénicol 250 fois plus élevées que celles tolérées par les bactéries normales. Les expériences de croisement confirment que la résistance des bactéries est acquise par mutation et héritée des principes mendéliens.

L’utilisation excessive d’herbicides, de pesticides, d’antibiotiques, etc. a entraîné la sélection de variétés résistantes dans un laps de temps réduit. Ce sont des exemples d'évolution par des actions anthropiques et prouvent que l'évolution n'est pas un processus dirigé, mais un processus stochastique basé sur des événements aléatoires dans la nature et une mutation fortuite dans les organismes.