L'évolution

des espèces

Le Monde de l'évolution

L'évolution

des espèces

L'origine des Poissons

L'évolution

des espèces

Nos ancêtres, les poissons

Le mystère de la vie

ou, petite entrée en matière distrayante.

Notre histoire commence par la découverte d'un drôle de poisson enfoui dans la Terre : il a la forme d'un poisson, les nageoires d'un poisson, mais ça bouge plus. Faisons une petite enquête... Déjà, on peut immédiatement en conclure qu'il est mort :-)))) de quoi... on sait pas, mais depuis longtemps, c'est certain. Si cette chose ressemble a un caillou : c'est un fossile, sinon c'est le chat du voisin qui l'a laissé là, et ça n'a aucun intérêt scientifique, sauf pour le chat.

A partir de ce fossile qui ressemble étrangement à un poisson, on va essayer de retracer son histoire. Comment il vivait, comment il est devenu "caillou" mais surtout, comment il est devenu "poisson". Si on réfléchit un peu (toujours en petites quantités, sinon ça fait mal à la tête... vous savez bien), donc si on y réfléchit, il n'est pas arrivé là tout seul. Il a bien fallu qu'il y ait un premier poisson, et même un premier "avant-poisson"... et donc un "tout-tout-premier" être vivant.

Jusqu'ici, ça à l'air simple...

Oeufs de poissons (ci-dessus, des esturgeons en milieu naturel)

(expérience recréée en laboratoire)

Alors... d'où vient la vie ?

Très bonne Question, n'est-ce pas ?  Et bien figurez vous qu'on se la pose depuis l'antiquité.

L'évolution

Les fleurs, les animaux, et mêmes nous... on vient bien de quelque part, non ? Revenons quelques siècles en arrière. Pour commencer, on s'est dit que tout avait été créé d'un coup : La Terre, le ciel, l'infini et tout ce qui va avec. C'était pas mal : ça expliquait tout et c'était facile à comprendre... jusqu'à ce qu'un beau jour, on invente : la science. C'est là que les problèmes ont commencé. Plein de nouvelles questions sont apparues, des questions restant le plus souvent sans réponses. Des questions remettant en cause nos origines lointaines suscitant des hypothèses, qui vont devenir des théories, puis des principes.   En découvrant les fossiles, et donc d'anciennes formes de vies, on va inévitablement se demander d'où elles viennent, pourquoi elles ont disparu. Pourquoi elles sont à la fois si différentes et si semblables de celles que nous connaissons. Il va devenir impossible d'ignorer l'existence de ces vies anciennes, précédent nos vies. D'espèces précédent nos espèces. On va donc chercher de nouveaux indices, de nouvelles preuves. Pour comprendre, les scientifiques vont devoir trouver une règle expliquant le monde du vivant : un principe global qui sera découvert en 1859 par un savant dénommé Charles Darwin :   - l'Evolution des espèces -

Les prémices d'une science moderne.

Cette découverte fondamentale été validée dans tous les domaines scientifiques, sans exception :

archéologie, botanique, biologie moléculaire, génétique, paléontologie, géologie...

qui n'ont fait que renforcer et approfondir ce principe, sans jamais l'avoir pris à défaut.

La "théorie" de l'évolution c'est quoi ?

Facile : tout est dans le titre. L'avantage de la théorie de l'évolution, c'est qu'il n'y a pas besoin de définition - C'est le principe selon lequel les espèces vivantes évoluent -  C'est simple, mais faut reconnaître que c'est pas très concret ; ça ne nous dit pas vraiment "de quelle manière" ça se passe.   Pour ça, on va tout simplement aller voir comment la vie est née et s'est développée pendant les premiers âges. On va jeter un rapide coup d'oeil aux fossiles, aux espèces plus ou moins bizarres disparues de notre planète et observer c'est quoi, en vrai, l'évolution.  Bon ben c'est parti.

- Les Poissons de Terre -

Revenons donc à notre petit poisson mort depuis très longtemps. Si longtemps, qu'il ne reste plus rien d'autre de lui qu'une empreinte : un fossile. Notre poisson bien vivant parcourait donc autrefois la mer qui se trouvait à cet endroit, et qui a disparu depuis, au cours la longue évolution de notre planète.

Toute cette vie qui barbotait dans l'eau (plantes, poissons, coquillages, sirènes...) n'a pas complètement disparu. La plupart ont été mangés ou se sont tout simplement décomposés. Mais dans certains cas, des restes ont fini par tomber au fond de l'océan et certains y ont laissé des traces. C'est à ce moment là qu'on va trouver nos fossiles qui témoignent de la vie présente pendant ces époques marines très anciennes. Et ça tombe bien, par ce que justement on essaye de reconstituer l'histoire de ces premières espèces, quand elles ont vécu, et pourquoi elles ont disparu...

Si ça vous intéresse, toutes ces petites choses sont expliquées en détail  ici :

[les fossiles] - [les formations sédimentaires].

- findus croquetis surgelae - Poisson commun du rayon frais.

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Le classement des espèces,

les poissons, et le Monde de Darwin

-I-

Le cercle des espèces disparues

- Partie un peu théorique, mais vraiment intéressante  -

Combien y'a t'il d'espèces sur la Terre et comment dresser l'inventaire des espèces disparues ? On pourrait se dire qu'il suffit de faire comme pour la liste des courses au supermarché du coin.... ou alors de classer tous les fossiles pour connaître toute l'histoire de l'évolution. Et bien... c'est "à peu près" le principe. :-)  Deux ou trois savants qui avaient un peu de temps devant eux...  - à propos, vous êtes pas pressés ? non ? Bon ben tant mieux... :-))) ...ces savants, donc ont eu la bonne idée d'estimer toutes les espèces vivant -actuellement - sur notre planète : et ils sont arrivés à peu près à 50 millions. Là dedans y'a les plantes, les microbes, les insectes... bref, tout.

-II-

L'arbre de la vie

Pour représenter cet énorme paquet de bestioles et toute la végétation qui va avec, il fallait donc faire un beau dessin. L'arche de Noé fut en quelque sorte, cette première représentation du monde du vivant.  Tout était dans le bateau mais un peu en désordre. L'idée de classer ces espèces est donc apparue très tôt. Dès l'antiquité, on recensait déjà les plantes médicinales. Mais pour les espèces animales, la tâche s'est avérée beaucoup plus délicate. Tout le problème était de définir selon quels critères. Le nombre de pattes ? La taille ? Le déplacement, la couleur... ? Un vrai casse tête. Ce qui pouvait être réalisé pour les plantes ne fonctionnait pas pour les animaux.

L'empire céleste du Savoir Eclairé

- encyclopédie et casse-tête chinois  -

- L'empire céleste du Savoir Eclairé -

Celestial Empire of benevolent Knowledge

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Un titre comme ça, ça ne s'invente pas. Impossible de parler de l'évolution des espèces sans citer cette rarissime encyclopédie orientale écrite autour du 9^ème siècle. L'extrait dédié à la classification de la vie animale telle qu'on l'entendait à cette époque ne manque pas de saveur. Les espèces de "'Empire Céleste" se décomposent en 14 catégories, et ce, de la manière suivante - et dans cet ordre - :

- Traduction littérale du chinois -

Cette petite récréation est toutefois très sérieuse puisqu'on trouve beaucoup d'autres formes de classement tout aussi bizarres : Celui qui distingue toutes les espèces d'oiseaux ainsi : " Les oiseaux à bec robuste, les oiseaux se baignant dans la poussière, les oiseaux se baignant dans l’eau, les oiseaux qui chantent bien et les oiseaux aquatiques."

Et pour terminer cette liste (non exhaustive), le classement le plus simple et le plus ingénieux : par ordre alphabétique. Alors on réfléchit un peu.... pas trop. Effectivement c'est pratique, mais comme il faut d'abord connaître le nom de l'oiseau pour l'identifier : il est préférable d'être très savant, au préalable pour l'utiliser.

Le savant et les dessinateurs

- De l'arbre de la vie au buisson foisonnant  -

Les savants essayent en vain de trouver une méthode pratique pour classer tout ça. La littérature foisonnante du 18ème siècle va donner une première idée de progression représentée par une échelle. En bas figurent les espèces "les moins évoluées" et en haut... nous, évidemment.  C'est simple et efficace. Trop simple, malheureusement pour y faire entrer toute la diversité de la vie. Vient alors une idée géniale : l'arbre. Sur chaque branche figurent les espèces vivantes ou disparues et donc leurs liens de parenté.

- représentations des arbres de l'évolution et classification phylogénétique

- Charles bonnet - Charles Linné- Haeckel - Darwin -

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On représente donc toute la vie, sur un dessin. Le critère de classement c'est donc la distinction entre la vie primitive et la vie évoluée. (Les limaces > les animaux à 4 pattes > les hommes). Ce sera exactement l'idée de Darwin... mais pas tout à fait. Suivez bien là, ça se complique. La découverte, c'est qu'il ne va pas représenter les espèces en dessinant un arbre. Il va dessiner un arbre pour représenter la manière dont les espèces évoluent.  L'arbre de Darwin est le principe qui décrit la vie : le principe de l'évolution.  On est passé du simple dessin représentant ce qui est connu, à une science.

Si le prix Nobel avait existé... on lui aurait pas donné de toute façon. Découvrir ce principe signifiait tout simplement que l'homme "descendait du singe", du lézard, du poisson et même d'affreuses bestioles gluantes vivant dans l'océan. Avoir une limace pour ancêtre... l'idée n'a pas été chaudement accueillie par ses contemporains. Pourtant, c'était une bonne idée... l'arbre. A ceci près qu'il était encore loin de la réalité :-))) Ce n'était pas un arbre, mais plein d'arbres : un gros buisson foisonnant. A la place du tronc, on trouve un centre : c'est l'origine de la vie. Et tout autour, l'évolution désordonnée, chaotique et sautillante de la nature dispersée sur des branches partant dans tous les sens.

L'homme ne se trouve pas au sommet, mais quelques part à la surface, d'égal à égal avec toutes les autres espèces vivantes. Les animaux qui volent, qui nagent, qui "sautillent comme des fous". Et nous.

Donc, en un sens, les chinois avaient raison.

-III-

La classification des espèces

- La méthode -

Alors comment classer tout ça ? Comment les regrouper par familles et par espèces ? Pour commencer c'est simple, il suffit de les regarder. Leurs ressemblances et leurs différences forme un premier classement : est-ce qu'ils ont des pattes, ou pas, des ailes... A partir de cet exemple on peut commencer à tracer un arbre tout simple, un schéma comme celui de Darwin (juste au dessus), représentant les espèces connues et leur "généalogie" en se basant déjà sur leurs ressemblances physiques et aussi un peu de bon sens ;-) Est-ce que cette méthode suffit ? Pas vraiment. Mais c'est par ça qu'on a commencé... faut dire qu'il n'y avait rien d'autre en 1860.  Evidemment, depuis, ça s'est un peu amélioré. L'idée était géniale, sauf qu'on avait pas encore les scientifiques qui allaient avec.

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Et oui, les illustrations sont faites à la main.

- Les savants -

Au fil du temps, les découvertes se sont multipliées et ont enrichi notre connaissance de tout ce qui vit, et de tout ce qui avait vécu. Et ce n'est pas exactement la même chose. Les botanistes, les explorateurs, toutes sortes de savants étudient et parcourent encore le monde, découvrant sans cesse des espèces vivantes. D'autres sont spécialisés dans celles qui n'existent plus : les géologues, les archéologues ou les paléontologues qui travaillent sur le passé, et donc sur les traces fossiles. La dernière catégorie de scientifiques ne cherche aucun vestige, et pourtant elle permet d'en trouver ou d'en identifier. Ce sont les domaines des sciences fondamentales comme la génétique, la biologie moléculaire, le nucléaire, et même l'astrophysique, la chimie, et les mathématiques. Ces sciences permettent de mieux comprendre les processus de formation,  de mettre au point des techniques ou d'élaborer des théories qui participeront à la recherche de la vie.

- Les critères -

L'identification d'une espèce, son étude, sa classification, sont le résultat de toutes nos sciences qui enrichissent à leur tour l'ensemble des connaissances sur la vie et ses origines. Et tout ça se retrouve bien entendu dans le petit exemple concret  illustré sur les dessins juste en dessous. Chaque domaine scientifique, de la découverte à l'étude en laboratoire ou aux sciences plus générales, va participer à la définition d'une espèce inconnue : Archéologues ou paléontologues pendant les fouilles, zoologistes ou botanistes, souvent spécialisés pour déterminer plus précisément une espèce ou un genre, biologistes, géologues etc... jusqu'à la publication de la découverte et même la diffusion sous forme de reportage à la télé ou dans les magasines.

Etude et classification des espèces :

1. La découverte, la fouille, la recherche, les roches, les sciences de la terre. La cohérence scientifique d'ensemble. (Paléontologie, archéologie)

2. La forme, l'apparence, l'étude morphologique d'une plante ou d'un animal ( Botanique, zoologie, exploration, sciences généralistes)

3. Les gènes, l'adn, la constitution moléculaire d'une espèce (Biologie moléculaire, sciences médicales, physique)

4. L'âge, le contexte, la vie de cette époque, la datation exacte ( Géologie, stratigraphie, histoire...)

5. La nature, les organes, les membres, les aptitudes d'une espèce qu'on peut résumer par son anatomie. (Biologie)

6. Le nombre, la diversité, la répartition géographique des espèces, leurs traces, habitudes et modes de vie (Géographie, paléontologie, zoologie, botanique)

7. L'étude, le classement, la reconstitution, le dessin scientifique, l'étude du comportement, du déplacement grâce à des modélisations

8. La publication scientifique, l'échange de données, la diffusion spécialisée ou la communication plus large par les medias.

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- Le classement -

Et tout ça nous donne un....   - et ben non - pas un classement mais des choix possibles de classements. Ce serait trop simple. :-) A un certain moment il faut bien représenter l'ordre des espèces sur notre dessin. Pourtant on découvre sans cesse de nouvelles formes de vie (environ 10.000 par an) et donc, de nouveaux cas particuliers.  Des espèces qui ont des gènes communs mais qui ne se ressemblent pas... Des mammifères qui nagent et qui ne sont pas des poissons, des reptiles qui volent mais qui ne sont pas des oiseaux, des écureuils volants, des poissons volants (...des cerfs-volants )  etc...  Comparez ça à un puzzle géant de 50 milliards de pièces abîmées qu'il faut reconstituer sans savoir ce que ça donnera à la fin.... Imaginez qu'en plus chaque pièce à plusieurs faces. Pas simple.

On a donc imaginé un "plan B". Quand une bestiole ou une plante inconnue fait son apparition, on examine tous ces critères, et les choix possibles de classement sur notre arbre de l'évolution. Plusieurs choix, donc. Puis on prend le plus simple, le plus direct, celui qui bouleverse le moins l'ordre de toutes les autres branches. Et là, ça marche. Il se trouve en quelque sorte "en attente" : des prochaines découvertes, des progrès de la science, ou d'une meilleure idée. Ca parait pas très scientifique, pourtant ça l'est. Si vous voulez classer un drôle d'animal pondant des oeufs, mammifère, et avec un bec, il faut bien faire un choix ou... inventer un nouvel embranchement. Résultat : l'arbre de l'évolution évolue, il se complète, et dans la foulée, on remet aussi à jour l'âge des périodes géologiques - le calendrier de la Terre. Nos connaissances progressent et pourtant le principe de l'évolution n'a pratiquement pas changé et s'est toujours confirmé depuis 1859.

-IV-

- La "Théorie" de l'évolution -

NdA : dans le jargon scientifique le mot "Théorie" a la même signification que "Principe"

Le principe de l'évolution, donc.

Terapode - Pederpes Finneyae © geopedia.fr - Tous droits réservés -

Même si on ne peut retrouver tous les fossiles de toutes les espèces, la découverte d'un seul individu permet souvent de reconstituer toute une famille ou au moins une grande partie. Avec plusieurs exemples ayant vécu à des époques différentes,  on peut déduire une partie de son histoire... et ainsi de suite pour reconstituer toute une branche de son "arbre généalogique".  Plus on va compléter cet arbre, mieux on va connaître les origines des espèces et leur manière d'évoluer. Toutes ces recherches cumulées ont bien entendu permis d'établir des règles, des lois de la vie qu'on appelle tout simplement : le principe de l'évolution :

En résumé, ça donne ça :

Ces multitudes de formes animales et végétales "n'apparaissent" donc pas comme ça "d'un coup".

Elles se transforment progressivement, s'adaptent à tout ce qui les entoure avec un seul objectif : vivre et se reproduire.  Et pour y arriver, elles empruntent des caractères à celles qui les ont précédées.

Tout ce qui ne peut pas survivre ou s'adapter, meurt.

Il n'existe donc aucune espèce sur Terre qui soit identique à ce qu'elle était à l'origine. C'est impossible.

La durée de cette adaptation, de cette évolution, varie. Elle peut même être très longue, ... mais elle est inévitable.

L'évolution des espèces,

la théorie métaphysique du cocotier

ou, comment marche l'évolution.

- I-

- Evolution des espèces et noix de coco -

Si vous avez tout bien lu le début, vous avez compris qu'un poisson qui ne sait pas nager, coule. Il ne se reproduira pas, son espèce s'éteint et il disparaît complètement. Et c'est ainsi pour tout ce qui vit : plantes, oiseaux, ouistitis et même les microbes. Si notre poisson survit, il se développe forcément. Il évolue naturellement vers une espèce encore plus adaptée, plus résistante à son environnement. C'est le principe de la "sélection naturelle" des espèces.  Le mot "évolution" implique inévitablement une durée : du temps, soit pour changer, soit pour disparaître et un environnement qui fixe les "règles" de la vie.

Cette évolution se fait d'autant mieux dans un milieu restreint qui oblige à l'adaptation. Prenons un exemple scientifique (en cours de validation par le c.n.r.s.). Imaginons que vous vous retrouvez un beau matin sur une île. Si vous n'avez rien d'autre a manger que des noix de coco, soit vous allez apprendre à les ouvrir et à les digérer. Soit vous allez mourir. :-) Imaginons que sur l'île d'à coté, votre voisin qui était exactement comme vous - au départ - va avoir, en gros, le même problème. Elle est peuplée d'ours des cavernes. Soit il va réussir à les chasser, soit c'est l'ours qui va devoir apprendre à le digérer.

En revenant sur l'île un million d'années plus tard... on aura peut être deux espèces. Un humain "cocotivore", et un humain "oursivore"... à moins que ça soit la noix de coco et l'ours qui se soient mieux adaptés. :-) Le milieu restreint, le temps, et la sélection naturelle vont modifier ces individus et leurs descendants à tel point qu'ils n'auront plus rien en commun... plus rien, sauf leur origine. Pour survivre ils auront du évoluer. (Voir illustration ci-dessus).

-II-

- Les "fossiles vivants"-

Qu'il s'agisse d'un brin d'herbe ou d'un mammouth, l'évolution suit son cours de la même manière. Certaines espèces se révèlent beaucoup plus résistantes que d'autres; pas forcément les plus grosse ou les plus féroces. Une petite époque glacière et hop, plus de mammouth... mais le brin d'herbe, lui, peut très bien résister enfoui pendant des mois dans un sol gelé... Nos champions de l'évolution sont donc souvent les plus improbables : les organismes microscopiques, dont la vie peut être très brève mais qui évoluent en permanence. Cafards et scorpions semblent résister à pratiquement tout, y compris aux radiations, mais ont nécessairement dû s'adapter, et muter pour survivre. Même le nautile et la limule, souvent cités comme exemples de  "fossiles vivants"...

En fait, un "fossile vivant", ça n'existe pas - en science, c'est même une aberration -, mais ça décrit quand même bien des espèces éloignées qui se ressemblent :-). Ces "fossiles vivants", avec des guillemets donc, ont du s'adapter à de nombreuses variations du climat (réchauffement, glaciation) ou de l'eau de mer (chimie, acidité, températures,oxygène). Même si leur forme ne semble pratiquement pas avoir changée, leur taille ou leur anatomie s'est quand même modifiée, inexorablement. Il s'agit d'espèces voisines, cousines... et même parfois sans aucun autre lien que l'apparence.

-III-

- Les souvenirs de nos lointains ancêtres -

Vous avez certainement remarqué que jusqu'à présent tout ce qu'on a décrit est le résultat d'observations. Chez les 4 ou 5 cas traditionnellement qualifiés de "fossiles vivants", les ressemblances  avec d'anciens fossiles sont vraiment étonnantes. Et pourtant, deux espèces peuvent se ressembler et être complètement différentes. Autrement dit si elles vivaient ensemble elles ne pourraient sans doute pas se reproduire. A elle seule, la similitude (l'apparence visuelle) ne constitue pas un critère permettant d'identifier une espèce. Grâce aux dernières avancées de la recherche en génétique on sait que seulement 5% des gènes d'une séquence ADN sont liés à l'apparence.

La classification des espèces telle qu'on l'établit aujourd'hui est le fruit de ces connaissances, parfois très anciennes nées de l'observation, et de sciences de pointe comme la biologie moléculaire ou la génétique. Pour illustrer cette évolution, on a également très souvent recours à des études sur l'anatomie de ces espèces : la ressemblance de leurs ossatures, de leurs organes ; de leur "fonctionnement interne". On utilise dans ce cas le terme "d’organes vestigiaux" : des souvenirs de l'évolution en quelque sorte : vestiges de pattes, d'ailes ou même de queue chez des espèces qui n'on plus rien a voir avec leurs très lointains ancêtres... et que même nous, les humains, avons conservé de notre évolution : notre coccyx, nos ongles, ou le squelette cartilagineux des bébés font partie de ces vestiges de l'évolution.

-IV-

- Le cauchemar de Darwin -

Pour Darwin, explorateur et savant, découvreur du principe de l'évolution, l'inexplicable prenait la forme d'un paon. Fondant toute sa théorie sur l'observation des espèces, il ne parvint jamais a expliquer comment un animal aussi peu adapté à la vie pouvait avoir survécu à une sélection naturelle. Il déclara un jour que "ce sujet lui donnait des cauchemars". Le paon est gros dindon, qui ne sait ni voler, ni se défendre et qui signale sa présence à tous les prédateurs du coin grâce à ses gigantesques plumes "inutiles". Pourtant le paon est un magnifique exemple de l'évolution, c'est même un champion absolu de la séduction. Ses plumes si encombrantes sont le résultat d'une sélection naturelle transmise pour assurer sa reproduction. Plus ses plumes sont colorées et comportent d'ocelles (d'yeux), plus elles attirent les dames-paon qui assurent sa descendance en lui donnant une multitude de petits paons. Son mode de survie, c'est son succès auprès des dames.

- Et nos poissons dans tout ça ?-

 Et bien devinez quoi ? Pour les poissons c'est exactement pareil. C'est chouette la nature quand même...

Puisque vous savez tout, ou presque tout sur l'évolution, il ne reste plus qu'à vous raconter l'histoire des Poissons. Mais pas n'importe lesquels : les premiers. Ceux qui ont tenu le rôle de pionniers de océans, se sont livrés à une lutte sans merci pour la survie. Ceux qui ont peuplé nos océans, puis nos terres ! Ces poissons, lointains ancêtres de l'Homme.

Et voilà.