Darwin et l'évolution

Histoire de la théorie de l’évolution
Auteurs : Didier Pol(plus d'infos)
Résumé :
De Linné et Saint-Hilaire à Lamarck et Darwin...
Publication : 28 Juin 2007

Linné, le père de la nomenclature binominale

Une première méthode de classification des êtres vivants établie par Carl von Linné (1707-1778), naturaliste et médecin suédois, introduisit l’utilisation d’une nomenclature binominale latine (un nom de genre et un nom d’espèce, par exemple Canis lupus pour le loup) dont le principe a été conservé jusqu’à aujourd’hui. Cette classification, publiée d’abord en 1735 dans l’ouvrage en latin Systema Naturae, proposait pour la première fois un inventaire descriptif des espèces connues à l’époque en exploitant leurs similitudes anatomiques, en particulier celles de leurs organes reproducteurs, les fleurs, pour les plantes à fleur.
La méthode conduisait à caractériser des sous ensembles de différents niveaux (espèce, genre, famille, etc.) constituant trois règnes, animal, végétal et minéral, considérés de création divine. L’objectif de Linné était d’établir l’inventaire exhaustif des trois règnes.
 


La classification des plantes à fleur de Linné se fondait sur l'extrême diversité de leurs organes sexuels, les fleurs.

 

L’essor de l’anatomie comparée

Alors que la théorie cellulaire n’avait pas encore été formulée, Étienne Geoffroy Saint Hilaire (1772-1844), membre de l’Académie des sciences et professeur de zoologie au Muséum d’histoire naturelle où il créa la ménagerie, affirmait déjà qu’il existe une profonde unité de construction du monde vivant et que tous les êtres vivants peuvent être considérés comme des variations d’un plan unique. Georges Cuvier (1769-1832), alors simple précepteur en Normandie, entra en contact avec lui en lui envoyant ses dessins de dissection de mollusques et d’échinodermes, des animaux marins ignorés de la classification de Linné. Geoffroy Saint Hilaire le recruta immédiatement comme professeur de zoologie. Cuvier fut le premier à inclure les formes fossiles dans la classification et développa la notion de corrélations fonctionnelles selon laquelle des organes différents qui concourent à une même fonction doivent être présents simultanément chez un animal, une idée originale de Félix Vicq d’Azir (1748-1794), véritable fondateur de l’anatomie comparée. Ainsi, chez un carnivore, on trouve des griffes, des dents, des muscles masticateurs développés et une bonne vision. Cuvier devint célèbre par sa capacité, acquise par l’étude systématique des fossiles, à imaginer un squelette complet à partir de déductions faites à partir de l’examen d’un seul os. Il proposa de classer le règne animal en quatre grands groupes, vertébrés, articulés, mollusques et radiaires, ce qui servit de base aux classifications ultérieures. Cependant, il refusait toute idée d’évolution et soutenait que des catastrophes détruisaient périodiquement le monde vivant qui était ensuite recréé par Dieu et il attaqua publiquement les idées évolutionnistes naissantes, tentant même de ridiculiser les thèses de Geoffroy Saint Hilaire et de Lamarck.
 

Lamarck et la naissance du transformisme

Jean Baptiste de Monet, chevalier de Lamarck (1744-1829) publia en 1778 La flore française où il introduisait l’usage de clés dichotomiques pour identifier les plantes. Il fut nommé professeur au Muséum à cinquante ans et, l’année suivante, élu à l’Académie des sciences. Il publia de nombreux ouvrages, notamment Histoire naturelle des animaux sans vertèbres et Recherches sur l’organisation des êtres vivants, un ouvrage paru en 1803 dans lequel il prétendait que des caractères acquis peuvent devenir héréditaires.
Lamarck est considéré comme le père de l’évolutionnisme car dans sa Philosophie zoologique parue en 1809, année de la naissance de Charles Darwin, il proposait pour la première fois une théorie d’après laquelle les différentes formes vivantes dérivent les unes des autres. Il pensait que tous les êtres vivants pouvaient être classés sur un même arbre généalogique allant des plus simples aux plus complexes. Il prétendait également que les formes et les particularités des animaux s’étaient modifiées au cours des temps en raison de l’usage ou du non usage des organes, par exemple, les taupes seraient devenues aveugles en raison de leur vie souterraine, les girafes auraient acquis un long cou à force de manger les feuilles des arbres, etc.

À la fin du dix-huitième siècle, Erasmus Darwin (1731-1802), par ailleurs grand père de Charles Darwin et de Francis Galton, avait cependant déjà formulé une théorie de l’évolution en trois volumes. Il affirmait que tous les êtres vivants descendent d’un ancêtre commun très simple, sorte de filament vivant doué d’irritabilité. Son livre Zoonomia ou les lois de la vie organique, publié en 1796, fut mis à l’index par l’église catholique.

 

Les apports de la géologie

Mais c’est au dix neuvième siècle que l’idée d’évolution prit vraiment de l’importance, en même temps que de nouvelles disciplines scientifiques se développaient, comme l’anatomie comparée, l’embryologie, la paléontologie et que la géologie moderne prenait son essor sous l’impulsion de Charles Lyell (1797-1875). Ce dernier montra qu’il fallait dater les roches en millions d’années, souligna les incohérences de l’interprétation biblique et de la théorie des catastrophes de Cuvier et fonda l’actualisme. Cette théorie consiste à interpréter les phénomènes géologiques passés, dont les traces sont inscrites dans les roches, à la lumière des mêmes causes que celles expliquant les phénomènes géologiques actuels. Il eut une grande influence sur Charles Darwin qui affirma à propos de L’origine des espèces : « Il me semble que la moitié de mon livre sort du cerveau de Lyell ».

Le naturaliste suisse Louis Agassiz (1807-1873), professeur d’histoire naturelle à Neuchâtel, démontra en 1846 au bout de huit années de travail sur le terrain que les Alpes avaient été sculptées par des glaciers et que la glace avait même recouvert à une époque toute l’Europe du Nord. Agassiz était un élève de Cuvier et il avait acquis lui aussi la capacité à déduire un squelette complet de l’examen raisonné d’un seul os. Il était, lui aussi, partisan de la théorie des catastrophes de Cuvier. Opposés à la notion d’évolution, Cuvier, Agassiz, mais aussi Richard Owen (1804-1892), le « Cuvier anglais », apportèrent sans le vouloir des arguments en faveur de l’évolution. Owen reprit notamment les notions fondamentales d’homologie et d’analogie établies par Geoffroy Saint Hilaire : des organes assurant la même fonction comme les ailes des oiseaux et celles des insectes qui n’ont pas la même origine embryonnaire sont analogues tandis que des organes pouvant assurer des fonctions différentes mais ayant la même origine embryonnaire, comme les membres antérieurs des vertébrés, aile, bras ou palette natatoire, sont homologues. Ces homologies interprétées initialement comme une simple origine embryonnaire commune révèlent en fait un ancêtre commun et donc une parenté évolutive.

 

Les ailes des oiseaux et des insectes ont la même fonction mais pas la même origine embryonnaire : ce sont des organes analogues

En revanche, l'aile des oiseaux est homologue du membre antérieur des autres vertébrés :
bien qu'ils n'aient pas la même fonction, ils ont la même origine embryonnaire

 

L’évolution selon Darwin : variation et sélection naturelle

Charles Darwin (1809-1882) proposa la première théorie de l’évolution vraiment documentée et reposant sur un mécanisme explicatif, la variation et la sélection naturelle. Il commença par naviguer pendant cinq ans (1831-1836) comme naturaliste à bord du navire d’exploration Beagle en Amérique du Sud et dans le Pacifique  et rapporta une documentation considérable. Après avoir publié ses notes de voyage, il étudia diverses espèces britanniques, abeilles, fourmis, plantes ainsi que divers animaux domestiques, notamment les nombreuses variétés de pigeons, qui lui permirent de déduire certains principes de la sélection naturelle de l’observation de la sélection artificielle. Tout en accumulant les arguments montrant que les espèces évoluent au cours des temps géologiques, il hésitait cependant à publier sa théorie, sachant qu’elle ferait scandale.

En 1858, il reçut une lettre du biologiste Alfred Russel Wallace qui travaillait en Asie. Dans sa lettre, ce dernier présentait des idées sur la variation et la sélection naturelle identiques à celles que Darwin avait formulées. Par souci d’équité, les communications de Darwin et de Wallace furent présentées simultanément le premier juillet 1858 devant la Société Linnéenne de Londres. Elles eurent immédiatement un impact considérable. Darwin se lança dans la rédaction d’une version destinée au grand public que ce problème passionnait et, dès sa parution le 24 novembre 1859, les 1 250 exemplaires de la première édition de L’origine des espèces furent épuisés en une journée. De nombreuses critiques s’élevèrent aussitôt, notamment du célèbre professeur Richard Owen. Les thèses de Darwin s’appuyaient non seulement sur ses observations minutieuses faites au cours du voyage sur le Beagle, mais aussi sur les résultats de la sélection artificielle chez les animaux domestiques. En outre, l’analyse faite par T.R. Malthus (1766-1834) de la limitation des populations par les ressources alimentaires avait fini de le convaincre de l’importance de la lutte pour l’existence. Sa théorie, tout comme celle de Wallace, s’appuyait sur le constat de la variabilité individuelle au sein des populations naturelles et sur la notion de sélection naturelle des plus aptes dans un milieu hostile dont les ressources sont limitées.

Dès lors, de nombreux phénomènes biologiques incompris jusque là prenaient un nouveau sens à la lumière de l’évolution et toutes les branches de la biologie apportèrent des arguments à sa théorie, les nouvelles découvertes s’intégrant logiquement dans une conception historique et évolutive du monde vivant : l’anatomie comparée et la paléontologie, certes, mais aussi la biogéographie, l’éthologie, l’embryologie, la biologie cellulaire, la biochimie…
 

Vers une théorie synthétique de l’évolution



La mouche drosophile, un modèle fondamental en génétique

Toutefois, la théorie de l’évolution butait encore sur le problème de l’hérédité des caractères. Celui-ci commença à s’éclaircir avec les travaux de Grégor Mendel (1822-1884) montrant que l’hérédité dépend d’éléments matériels transportés par les cellules reproductrices lors de la fécondation et se répartissant dans la descendance en obéissant à des lois statistiques. Thomas Hunt Morgan (1866-1945) formula la théorie chromosomique de l’hérédité à la suite de ses travaux sur la mouche drosophile, montrant que les déterminants des caractères héréditaires, les gènes, sont portés par les chromosomes contenus dans le noyau cellulaire et que chaque individu ne reçoit que la moitié des gènes de ses parents par l’intermédiaire des cellules reproductrices.

Une théorie synthétique de l’évolution prenant en compte les données scientifiques apportées depuis Darwin fut formalisée pour la première fois par Julian Huxley (1887-1975) dans son livre L’évolution, la synthèse moderne. Mais c’est Theodosius Dobzhansky (1900-1975), qui élabora la véritable synthèse en considérant le problème de l’évolution à la fois du point de vue du généticien et du point de vue du systématicien notamment dans La génétique et l’origine des espèces publié en 1937.

Les apports de la biologie contemporaine

L’idée d’évolution n’est plus contestée aujourd’hui chez les biologistes mais ses modalités donnent encore lieu à controverse. Ainsi, la notion de sélection naturelle a dû être relativisée à la suite des travaux de Motoo Kimura (1924-1994) et de son école neutraliste montrant que certains gènes évoluent sans être soumis à la sélection et Niles Eldredge et Stephen Jay Gould distinguèrent en 1972 les mécanismes affectant micro et macroévolution avec leur théorie des équilibres ponctués. Quoiqu’il en soit, l’aphorisme de Dobzhansky selon lequel « En biologie, rien n’a de sens, si ce n’est à la lumière de l’évolution » s’appuie désormais sur des bases solides et toutes les nouvelles connaissances apportées par la biologie moderne, notamment par la biologie moléculaire, confirment sa pertinence. Ainsi, le séquençage des génomes et l’utilisation de l’informatique permettent désormais de comparer des milliers de biomolécules et d’établir solidement les relations de parenté sur des données moléculaires. Les résultats obtenus confirment, le plus souvent, ceux obtenus historiquement par d’autres méthodes, anatomie comparée, paléontologie, etc. En outre, l’identification et la comparaison des gènes du développement, communs à tous les grands groupes d’êtres vivants, permettent d’approcher de plus en plus précisément les mécanismes évolutifs au niveau moléculaire.