Darwinisme et biologie moléculaire

Une des grandes difficultés rencontrées par DarwinDarwin était l'origine des variations, ces différences interindividuelles susceptibles d'être transmises aux descendants. C'est là que les découvertes effectuées dans une nouvelle discipline scientifique, inconnue à son époque, ont été décisives. La génétiquegénétique, puis la biologie moléculairebiologie moléculaire, ont fourni à la théorie de l'évolutionthéorie de l'évolution un mécanisme correspondant précisément aux intuitions de Darwin. Les variations sont aujourd'hui interprétées comme le résultat de mutations touchant les gènesgènes des espècesespèces. Les mutations surviennent par hasard et leurs résultats ne sont pas la conséquence de modifications de l'environnement. Cependant ils peuvent, toujours par hasard, procurer un avantage aux mutants.

Phalène du bouleau © Wikipedia 

Biston betularia f. carbonaria (Linnaeus, 1758) - forme mélanique © wikipedia

Les biologistes ont observé de multiples exemples de mutations avantageuses dans certaines conditions. L'un des plus connus concerne la phalène du bouleau : ce papillon aux ailes grises tachetées passe inaperçu s'il se pose sur des troncs d'arbresarbres couverts de lichen. On connaît dans les populations naturelles de phalènes l'existence de mutants « mélaniques », c'est-à-dire complètement noirs, qui sont rapidement repérés par les oiseaux prédateurs et restent donc très peu nombreux. Dans les régions industrielles du sud de l'Angleterre, la pollution a tué les lichens et noirci les troncs. La forme mélanique est devenue dominante car, les conditions ayant changé, elle était avantagée par rapport à la forme tachetée. Lorsqu'avec la fermeture des usines, la pollution a diminué, les phalènes noires ont retrouvé leur faible fréquence initiale.

L'un des exemples les plus célèbres de Darwin est un groupe d'oiseaux propres à l'archipelarchipel des Galápagos, les fameux « pinsonspinsons de Darwin ». Il en existe une douzaine d'espèces différentes, qui diffèrent par leur taille, par la forme de leur bec et par leur alimentation. Darwin avait émis l'hypothèse que tous ces pinsons provenaient d'une espèce unique arrivée par hasard du continent sud-américain. Les descendants des premiers arrivants s'étaient dispersés dans les îles et avaient évolué en fonction de leur environnement, se partageant les ressources disponibles. Certains étaient par exemple devenus des mangeurs de graines, et d'autres des chasseurs d'insectesinsectes.

Après Darwin, les zoologisteszoologistes ont utilisé les caractéristiques anatomiques des différents pinsons pour reconstituer leur arbre « généalogique » (les biologistes parlent en fait d'arbres « phylogénétiquesphylogénétiques »). Les progrès de la biologie moléculaire ont par la suite permis de comparer les gènes de ces oiseaux et de construire un «  arbre génétique » qui a pleinement confirmé l'arbre anatomique. Ainsi, des observations de nature totalement différente, anatomiques puis moléculaires, ont abouti aux mêmes résultats.

Poussant plus loin leurs recherches, les zoologistes ont mesuré les individus d'une des espèces pendant plusieurs dizaines d'années et ont observé des variations liées au climatclimat. En effet, en période de sécheressesécheresse, les plantes à grosses graines survivent mieux que les autres. Les oiseaux à gros bec, capables de consommer ces graines, ont alors été avantagés par rapport à leurs congénères à bec plus petit. L'espèce entière a alors évolué vers des formes à bec plus gros. Les chercheurs ont aussi repéré les gènes mis en cause dans ces changements. Il s'agit notamment d'un gène qui agit sur le développement de la mâchoire de l'oiseauoiseau, au cours de sa vie embryonnaire.

Ce type d'étude, qui relie anatomieanatomie et gènes pour comprendre l'évolution d'un groupe, est de plus en plus couramment mise en œuvre dans les laboratoires, qu'il s'agisse d'oiseaux, de mouches ou de poissonspoissons.