Chapitre 5 — Les forces évolutives : sélection, dérive, spéciation ·
Topic 1 : La sélection naturelle · Leçon 1.1
Pourquoi les girafes ont-elles un long cou ? Pourquoi certaines bactéries résistent-elles
aux antibiotiques que tu prends ? Pourquoi les pinsons des Galápagos ont-ils des becs si
différents d’une île à l’autre ? Toutes ces questions ont une même réponse : la
sélection naturelle, le mécanisme évolutif décrit par Charles Darwin en 1859.
Ce n’est ni un projet, ni une volonté, ni un progrès — c’est une conséquence mathématique de
trois conditions très simples. Cette leçon va te montrer lesquelles.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Énoncer les trois conditions nécessaires à la sélection naturelle.
- Définir la valeur sélective (fitness) d’un individu.
- Distinguer sélection stabilisante, directionnelle et
disruptive. - Expliquer pourquoi la sélection naturelle est un mécanisme sans finalité.
- Retracer le raisonnement historique de Darwin (analogie, Malthus, mécanisme aveugle).
🧭 Plan de la leçon
- Un peu d’histoire : Darwin, Wallace et L’Origine des espèces.
- Les trois conditions de la sélection naturelle.
- La valeur sélective (fitness) : mesurer le succès.
- Trois formes de sélection : stabilisante, directionnelle, disruptive.
- Exemples : pinsons, girafes, résistance aux antibiotiques.
- Argument scientifique : le raisonnement de Darwin en trois temps.
1. Un peu d’histoire : Darwin, Wallace et L’Origine des espèces
Le 24 novembre 1859, à Londres, paraît un livre qui va bouleverser la biologie :
On the Origin of Species by Means of Natural Selection (L’Origine des espèces
par le moyen de la sélection naturelle) de Charles Darwin (1809-1882).
Les 1 250 exemplaires du premier tirage sont vendus en une seule journée.
Darwin a mûri son idée pendant plus de vingt ans, après son voyage à bord du HMS Beagle
(1831-1836), au cours duquel il a observé la faune des Galápagos, notamment les fameux
pinsons. Mais il n’est pas seul : en 1858, le naturaliste britannique
Alfred Russel Wallace (1823-1913) lui envoie depuis l’Indonésie un manuscrit
décrivant la même idée. Les deux textes sont présentés conjointement à la Linnean Society de
Londres le 1er juillet 1858 : la codécouverte de la sélection naturelle
est officielle.
Darwin a hésité à publier pendant 20 ans, redoutant les réactions religieuses. C’est la
lettre de Wallace en juin 1858 qui l’a forcé à agir : sans elle, L’Origine des
espèces serait peut-être sorti bien plus tard, ou jamais. Aujourd’hui, la théorie
synthétique de l’évolution (années 1940) combine la sélection naturelle de Darwin avec la
génétique de Mendel — que Darwin lui-même ignorait !
2. Les trois conditions de la sélection naturelle
La sélection naturelle n’est pas une force mystérieuse : c’est une conséquence
logique et inévitable qui s’applique chaque fois que trois conditions sont
réunies dans une population.
- Variabilité héritable : les individus d’une population diffèrent
entre eux (couleur, taille, résistance…) et ces différences sont, au moins en partie,
transmises génétiquement à leur descendance. - Différentiel de succès reproducteur : dans un environnement donné,
certains variants laissent en moyenne plus de descendants que d’autres. - Transmission héréditaire : les caractères avantageux passent aux
générations suivantes via les allèles portés par les gamètes.
Si ces trois conditions sont réunies, la fréquence des allèles favorables augmente
inévitablement au fil des générations : c’est la sélection naturelle.
Attention : la sélection naturelle ne crée pas la variation, elle la trie.
L’origine de la variation, ce sont les mutations aléatoires de l’ADN
(chapitre 3) et la recombinaison génétique lors de la reproduction sexuée.
3. La valeur sélective (fitness) : mesurer le succès
Pour comparer les individus, les biologistes utilisent la notion de valeur sélective
(en anglais : fitness). C’est le nombre moyen de descendants viables et
féconds qu’un individu (ou un allèle) laisse à la génération suivante, comparé aux
autres individus de la même population.
| Valeur sélective | Interprétation | Conséquence |
|---|---|---|
| Élevée | L’individu laisse plus de descendants que la moyenne | Ses allèles augmentent en fréquence |
| Moyenne | Nombre de descendants ≈ moyenne de la population | Fréquence des allèles stable |
| Faible | L’individu laisse moins de descendants que la moyenne | Ses allèles diminuent en fréquence |
La valeur sélective dépend toujours d’un environnement précis. Un même
allèle peut être avantageux dans un contexte et désavantageux dans un autre : un pelage
blanc est un atout dans la neige arctique, un handicap dans la savane africaine.
4. Trois formes de sélection : stabilisante, directionnelle, disruptive
Selon la manière dont la sélection agit sur la distribution d’un caractère dans la
population, on distingue trois grands modes :
| Forme | Effet sur la population | Exemple |
|---|---|---|
| Stabilisante | Favorise les valeurs moyennes, élimine les extrêmes | Poids de naissance chez l’humain (bébés ni trop petits, ni trop gros) |
| Directionnelle | Favorise un extrême ; la moyenne du caractère se déplace | Augmentation de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries |
| Disruptive | Favorise les deux extrêmes, défavorise le milieu | Bec des pinsons de Darwin (petits ou gros, mais pas moyens) |
5. Exemples : pinsons, girafes, antibiotiques
Les pinsons de Darwin (Galápagos) : sur ces îles volcaniques, un même
ancêtre a donné naissance à une quinzaine d’espèces, chacune spécialisée dans un type de
nourriture — grosses graines (bec massif), insectes (bec fin), cactus (bec long et pointu).
La sélection a favorisé, dans chaque île, la forme de bec la mieux adaptée à la nourriture
disponible.
Le cou de la girafe : dans une population ancestrale, les girafes
ayant un cou légèrement plus long atteignaient les feuilles hautes et survivaient mieux en
période de sécheresse. Elles laissaient plus de descendants, transmettant les allèles
« cou long ». Au fil des générations, la moyenne s’est déplacée :
c’est un cas typique de sélection directionnelle.
La résistance aux antibiotiques : dans une population bactérienne,
quelques cellules portent par mutation un allèle rendant résistantes à un antibiotique. Quand
on administre cet antibiotique, seules ces bactéries survivent et se reproduisent. En quelques
jours, la population entière devient résistante. C’est la sélection naturelle observée en
temps réel, un problème majeur de santé publique (source : Institut Pasteur, INSERM).
La sélection naturelle n’a pas de but. Elle ne « cherche
pas » à améliorer les espèces. On ne dit pas « la girafe a allongé son cou
pour atteindre les feuilles » : cette formulation est
lamarckienne et fausse. La bonne formulation est : « les girafes
au cou plus long ont mieux survécu et laissé plus de descendants ». Le mécanisme est
aveugle, sans intention.
6. Argument scientifique : le raisonnement de Darwin
Comment Darwin a-t-il construit sa théorie ? Il n’a fait aucune expérience de terrain
contrôlée : il a bâti un raisonnement logique à partir d’observations et
d’analogies. Ce raisonnement en trois temps est un modèle de méthode scientifique.
Question de départ : Comment expliquer, sans faire appel à un
créateur ou à une volonté interne des êtres vivants, l’adaptation apparente des organismes
à leur milieu et la diversité des espèces ?
Protocole (raisonnement analogique) : Darwin observe d’abord la
sélection artificielle pratiquée par les éleveurs de pigeons, chiens ou moutons :
en choisissant les reproducteurs sur un critère précis (taille, couleur, docilité), les
éleveurs transforment radicalement les races en quelques générations. Il lit ensuite le
Essai sur le principe de population de Thomas Malthus (1798) :
les populations croissent plus vite que les ressources, ce qui entraîne inévitablement une
lutte pour l’existence (« struggle for existence »). Il combine les
deux : si l’éleveur fait un tri artificiel, la nature elle-même fait un tri via la lutte
pour la survie.
Résultats observés : Dans la nature, chaque génération produit
beaucoup plus d’individus qu’il n’en survit. Les variations individuelles héritables existent
(Darwin le documente sur des dizaines d’espèces). Donc, mécaniquement, les variants les mieux
adaptés survivent et se reproduisent davantage. Les archives fossiles et la distribution
géographique des espèces (pinsons des Galápagos, tortues, iguanes) confirment que les espèces
ont changé au fil du temps et se sont diversifiées à partir d’ancêtres communs.
Conclusion : La sélection naturelle est un mécanisme aveugle,
sans finalité, sans créateur, qui produit pourtant des organismes remarquablement
adaptés à leur milieu. C’est la première explication scientifique et matérialiste de
l’évolution des espèces. Elle a été confirmée depuis par la génétique (Mendel, 1866, puis
la théorie synthétique des années 1940) et par des milliers d’études expérimentales.
Version courte, réutilisable en devoir surveillé (moins de 100 mots) :
« La sélection naturelle, proposée par Darwin en 1859, agit dès que trois conditions
sont réunies : variabilité héritable entre individus, différentiel de succès reproducteur
et transmission génétique. Les individus dont les allèles augmentent la valeur
sélective (fitness) laissent plus de descendants ; la fréquence de ces allèles
augmente au fil des générations. Trois formes existent : stabilisante, directionnelle
(girafes, antibiotiques) et disruptive (pinsons). Le mécanisme est aveugle : aucune
finalité, aucune volonté — seulement un tri statistique dans un environnement donné. »
🧠 À retenir absolument
- Darwin, 1859 — L’Origine des espèces ; codécouverte avec
Wallace. - 3 conditions : variabilité héritable + différentiel de succès
reproducteur + transmission génétique. - Valeur sélective (fitness) : nombre moyen de descendants viables
et féconds dans un environnement donné. - 3 formes : stabilisante (moyennes), directionnelle (un extrême),
disruptive (deux extrêmes). - Mécanisme aveugle, sans finalité. Il trie la variation, il ne
la crée pas.
❓ Questions fréquentes
La sélection naturelle rend-elle les espèces « meilleures » ?
Non. Elle rend les organismes mieux adaptés à un environnement précis, à un moment
précis. Si l’environnement change, ce qui était avantageux devient neutre ou
désavantageux. Il n’y a pas de « progrès » au sens absolu : les
bactéries, apparues il y a 3,8 milliards d’années, sont autant « évoluées »
que nous — elles ont juste une histoire évolutive différente.
Quelle est la différence entre Darwin et Lamarck ?
Jean-Baptiste de Lamarck (1809) pensait que les organismes s’adaptaient activement à leur
milieu et transmettaient les caractères acquis (le forgeron musclé aurait des enfants
musclés). Darwin (1859) montre au contraire que la variation préexiste par hasard, et que
l’environnement trie les variants. Aucun caractère acquis au cours de la
vie n’est transmis génétiquement.
Pourquoi les bactéries deviennent-elles résistantes si vite ?
Trois raisons : (1) elles se divisent très vite (une génération = 20 min), (2) leurs
populations sont énormes (milliards de cellules), donc les mutations rares apparaissent
souvent, (3) la pression de sélection exercée par l’antibiotique est extrême. Résultat :
l’évolution s’observe en quelques jours au laboratoire — c’est ce que tu as vu au chapitre 4
avec les moustiques résistants aux insecticides.
La sélection naturelle explique-t-elle à elle seule toute l’évolution ?
Non. C’est un moteur majeur, mais d’autres forces évolutives existent : la
dérive génétique (fluctuations aléatoires des fréquences alléliques,
étudiée au topic 2), les migrations (flux de gènes entre populations)
et les mutations elles-mêmes. La théorie moderne combine ces mécanismes.
Peut-on observer la sélection naturelle en direct ?
Oui, dans plusieurs cas célèbres : la phalène du bouleau en Angleterre (leçon suivante),
les pinsons des Galápagos suivis pendant 40 ans par Peter et Rosemary Grant (Princeton), la
résistance aux antibiotiques et aux insecticides (moustiques, chapitre 4). Ces études
montrent que l’évolution n’est pas seulement un phénomène du passé : elle se déroule
sous nos yeux.
🚀 Pour aller plus loin
Tu veux voir la sélection naturelle en action, ou découvrir les autres forces évolutives ?
- Leçon 1.2 — La phalène du bouleau et le mélanisme industriel
- Leçon 2.1 — La dérive génétique : le hasard dans les populations
- Leçon 3.1 — La spéciation : naissance d’une nouvelle espèce
Sources scientifiques : Darwin, On the Origin
of Species (1859) ; Ridley, Evolution (4e éd., Wiley-Blackwell) ;
ressources du MNHN (Muséum national d’Histoire naturelle), de l’ISEM (Institut des Sciences
de l’Évolution de Montpellier, CNRS) et de l’Institut Pasteur sur la résistance aux
antibiotiques.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.