Notes sur les types de sélection naturelle de l'évolution (avec exemples)
Lisez cet article pour en savoir plus sur divers types de sélection naturelle de l'évolution avec exemples!
La sélection est le processus par lequel les organismes qui apparaissent physiquement, physiologiquement et comportementalement mieux adaptés à l'environnement survivent et se reproduisent; ces organismes pas si bien adaptés ne parviennent pas à se reproduire ou meurent.
Image courtoisie: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg
Les premiers organismes transmettent leurs personnages à succès à la génération suivante, tandis que les derniers ne le font pas. La sélection dépend de l’existence d’une variation phénotypique au sein de la population et fait partie du mécanisme d’adaptation d’une espèce à son environnement.
Une population a trois types d'individus sur la base de leur taille moyenne, grande et petite. Il existe trois types de processus de sélection dans les populations naturelles et artificielles et ils sont décrits comme stabilisants, directionnels et perturbateurs.
1. Sélection de stabilisation (sélection d'équilibrage):
Ce type de sélection favorise les individus de taille moyenne tout en éliminant les individus de petite taille. Il réduit les variations et ne favorise donc pas le changement évolutif. Cependant, il maintient la valeur moyenne de génération en génération. Si nous dessinons une courbe graphique de population, celle-ci est en forme de cloche.
Exemple:
Il survient dans toutes les populations et tend à éliminer les extrêmes de la population, par exemple, il existe une longueur d'aile optimale pour un faucon d'une taille particulière avec un certain mode de vie dans un environnement donné. La sélection stabilisante, opérant par le biais de différences dans le potentiel de reproduction, éliminera les faucons dont la portée des ailes est supérieure ou inférieure à cette longueur optimale.
2. Sélection directionnelle (sélection progressive):
Dans cette sélection, la population change dans une direction particulière. Cela signifie que ce type de sélection favorise les individus de petite ou de grande taille et que plus d'individus de ce type seront présents dans la prochaine génération. La taille moyenne de la population change.
Exemples:
Evolution des moustiques résistants au DDT, mélanisme industriel chez la teigne du poivron et évolution de la girafe.
3. Sélection perturbatrice (diversification de la sélection):
Ce type de sélection favorise les individus de petite et de grande taille. Il élimine la plupart des membres ayant une expression moyenne et produit donc deux pics dans la distribution du trait pouvant conduire au développement de deux populations différentes. Ce type de sélection est contraire à la sélection stabilisante et est rare dans la nature, mais est très important pour provoquer un changement évolutif.
Exemple:
Stebbins et ses collègues ont étudié un exemple de sélection perturbatrice dans une population de tournesols de la vallée de Sacramento en Californie sur une période de 12 ans. Au début, la population génétiquement variable de ces tournesols était un hybride entre deux espèces. Après cinq ans, cette population s’est scindée en deux sous-populations séparées par une zone herbeuse.
Une de ces sous-populations occupait un site relativement sec et d'autres occupaient un site relativement humide. Au cours des sept années suivantes, la taille de la population a beaucoup fluctué en fonction des différences de précipitations, mais les différences entre les deux sous-populations se sont maintenues.
Exemples de sélection naturelle:
1. Mélanisme industriel:
C’est une adaptation où les papillons de nuits vivant dans les zones industrielles ont développé des pigments à la mélanine afin d’adapter leur corps aux troncs des arbres. Le problème du mélanisme industriel chez les papillons de nuit a été étudié à l'origine par RA Fischer et EB Ford; et récemment, par HBD Kettlewell.
L’apparition du mélanisme industriel est étroitement liée aux progrès de la révolution industrielle en Grande-Bretagne au XIXe siècle. Il s'est produit chez plusieurs espèces de papillons de nuit. Parmi ceux-ci, le papillon poivré (Biston betularia) est le plus intensément étudié.
Le mélanisme industriel peut être écrit brièvement comme suit.
(i) La mite au poivre existait sous deux formes (formes): de couleur claire (blanche) et de mélanique (noire).
(ii) Dans le passé, l'écorce des arbres était recouverte de lichens blanchâtres, de sorte que les papillons blancs se sont échappés sans être remarqués par les oiseaux prédateurs.
(iii) Après l’industrialisation, les aboiements ont été recouverts de fumée, de sorte que les papillons blancs ont été capturés de manière sélective par les oiseaux.
(iv) Mais les papillons noirs se sont échappés inaperçus et ont donc réussi à survivre, ce qui a entraîné une augmentation de la population de papillons noirs et une population moins nombreuse de papillons blancs.
Ainsi, le mélanisme industriel soutient l'évolution par sélection naturelle.
2. Résistance des insectes aux pesticides:
Le DDT, qui a commencé à être utilisé à la fin de 1945, était considéré comme un insecticide efficace contre les parasites domestiques, tels que les moustiques, les mouches domestiques, les poux de corps, etc. Cependant, dans les deux à trois ans suivant son introduction, le les moustiques sont apparus dans la population. Ces souches mutantes, qui résistent au DDT, se sont rapidement bien implantées dans la population et ont, dans une large mesure, remplacé les moustiques sensibles au DDT.
3. Résistance aux antibiotiques chez les bactéries:
Ceci est également vrai pour les bactéries pathogènes contre lesquelles nous utilisons des antibiotiques ou des médicaments pour les tuer. Quand une population bactérienne rencontre un antibiotique particulier, les personnes sensibles à celui-ci meurent. Mais certaines bactéries ayant des mutations deviennent résistantes à l'antibiotique. Ces bactéries résistantes survivent et se multiplient rapidement à la mort des bactéries en concurrence.
Bientôt, la résistance fournissant les gènes se répand et la population bactérienne entière devient résistante.
Bases génétiques de l'adaptation L'expérience de réplication sur plaques de Lederberg illustrant le rôle de la sélection naturelle (Fig. 7.54):
Par une expérience, Joshua Lederberg et Esther Lederberg ont pu montrer qu'il existe des mutations qui sont en fait pré-adaptatives. Généralement, les bactéries sont cultivées en plaquant des suspensions diluées de cellules bactériennes sur des plaques d'agar semi-solides contenant le milieu complet avec un antibiotique comme la pénicilline. Après un certain temps, des colonies apparaissent sur les plaques d'agar. Chacune de ces colonies se développe à partir d'une seule cellule bactérienne par divisions cellulaires mitotiques. Lederberg a inoculé des bactéries sur une plaque de gélose et a obtenu une plaque avec plusieurs colonies bactériennes. Cette plaque est appelée "plaque maîtresse".
Ils ont ensuite formé plusieurs répliques à partir de cette plaque maîtresse. Pour cela, ils ont pris un disque de velours stérile, 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. En pressant ce velours sur de nouvelles plaques d'agar de milieu minimal, ils ont pu obtenir des répliques exactes de la plaque maîtresse.
Cela était dû au fait que les cellules bactériennes ont été transférées d'une plaque à l'autre par le velours. Après cela, ils ont essayé de faire des répliques sur les plaques de gélose d'un milieu contenant un antibiotique, la pénicilline. Les colonies de répliques ne se sont pas formées. Les nouvelles colonies qui se sont développées étaient naturellement résistantes à la streptomycine / pénicilline.
Les nouvelles colonies qui ne se sont pas développées étaient des colonies sensibles. Par conséquent, certaines cellules bactériennes ont dû s'adapter à un milieu contenant l'antibiotique (pénicilline). Cela prouve que des mutations ont eu lieu avant l'exposition des bactéries à la pénicilline.
4. L'anémie falciforme:
L'un des meilleurs exemples a été découvert chez les populations humaines habitant en Afrique tropicale et subtropicale. Le gène drépanocytaire produit une variante de la protéine hémoglobine, qui diffère de l'hémoglobine normale par un seul acide aminé. Chez les personnes homozygotes pour cette hémoglobine anormale, les globules rouges deviennent une forme de faucille, et cette maladie est décrite comme une anémie falciforme.
Les personnes touchées par cette maladie décèdent généralement avant l'âge de procréer, en raison d'une grave anémie hémolytique. Malgré sa nature désavantageuse, le gène a une fréquence élevée dans certaines régions d’Afrique, où le paludisme est également très fréquent. Par la suite, il a été découvert que les hétérozygotes du trait drépanocytaire étaient exceptionnellement résistants au paludisme.
Ainsi, dans certaines régions d'Afrique, les personnes homozygotes pour le gène normal ont tendance à mourir du paludisme et les personnes homozygotes pour la drépanocytose ont tendance à mourir d'anémie sévère; tandis que les individus hétérozygotes survivent et ont l'avantage sélectif sur l'un ou l'autre des homozygotes. La drépanocytose est provoquée par la substitution de l'acide glutamique par la valine en sixième position de la chaîne bêta de l'hémoglobine.
5. Carence en glucose 6-phosphate déshydrogénase (G-6-PD):
Il se produit comme une erreur innée du métabolisme chez certaines personnes. On l'appelle aussi favisme parce que les haricots causent une hémolyse chez les patients. Les antipaludéens comme le primaquin provoquent une hémolyse chez ces personnes. L’hémolyse est due à la production d’H 2 0 2 qui n’est pas éliminée en raison d’un déficit en glucose 6-PD, ce qui entraîne un manque de NADPH 2 . Le parasite du paludisme ne peut pas terminer la schizogonie chez les patients déficients en glucose 6-PD en raison du décès prématuré des globules rouges.
6. Polymorphisme génétique:
Le polymorphisme joue un rôle important dans le processus de sélection naturelle. Elle est définie comme l’existence de deux formes ou plus de la même espèce dans la même population et peut s’appliquer aux caractéristiques biochimiques, morphologiques et comportementales. Il existe deux formes de polymorphisme: polymorphisme équilibré et polymorphisme transitoire.
Polymorphisme équilibré:
Cela se produit lorsque différentes formes coexistent dans la même population dans un environnement stable. C'est ce qui ressort le plus clairement de l'existence des deux sexes chez les animaux et chez les plantes. Les fréquences génotypiques des différentes formes présentent un équilibre puisque chaque forme présente un avantage sélectif d'intensité égale. Chez l’homme, l’existence des groupes sanguins А, В, AB et О est un exemple de polymorphisme équilibré.
Bien que les fréquences génotypiques au sein de différentes populations puissent varier, elles restent constantes de génération en génération au sein de cette population. En effet, aucun d’entre eux n’a un avantage sélectif sur l’autre.
Les statistiques révèlent que les hommes blancs du groupe sanguin О ont une espérance de vie supérieure à celle des autres groupes sanguins, mais il est intéressant de noter qu'ils ont également un risque accru de développer un ulcère duodénal qui peut perforer et entraîner la mort. Le daltonisme rouge-vert chez l’homme est un autre exemple de polymorphisme, tout comme l’existence d’ouvriers, de drones et de reines chez des insectes sociaux et des formes à la mouche et aux yeux piqués chez la primevère.
Polymorphisme transitoire:
Cela se produit lorsque différentes formes ou morphes existent dans une population soumise à une forte pression de sélection. La fréquence de l'apparition phénotypique de chaque forme est déterminée par l'intensité de la pression de sélection, telle que les formes mélanique et non mélanique de la teigne poivrée. Le polymorphisme transitoire s'applique généralement dans les situations où une forme est progressivement remplacée par une autre.
