Il existe des relations de parenté entre tous les êtres vivants. L'histoire des espèces est évolutive. Il y a des sélections génétiques qui se font. La dynamique entre les différentes populations d'espèces permet l'évolution des espèces. Certaines s'adaptent, d'autres disparaissent.
Les relations de parenté du vivant
La vie est apparue sur Terre il y a environ 3,5 milliards d'années sous la forme d'organismes unicellulaires. La similitude des plans d'organisation, la structure cellulaire commune à tous les êtres vivants et l'universalité de la molécule d'ADN ne peuvent résulter du simple hasard et indique une origine commune à tous les êtres vivants.
La parenté entre les espèces
Si l'on compare deux espèces, on constate qu'elles possèdent des caractères communs et des caractères différents. Les organismes sont donc liés entre eux par des ancêtres communs et il existe des liens de parenté entre les êtres vivants. On peut ainsi classer les espèces par groupes en fonction des caractères qu'elles présentent. Les liens de parenté sont souvent représentés sous forme d'arbre de parenté.
Ancêtre commun
Un ancêtre commun entre deux espèces données indique l'espèce la plus récente de laquelle descendent ces deux espèces.
On appelle LUCA l'ancêtre commun à tous les êtres vivants sur Terre.
Un arbre de parenté permet de situer l'apparition des caractères nouveaux au cours du temps et le maintien des caractères ancestraux que possède un groupe depuis le début de son histoire. L'arbre traduit l'évolution des espèces. La théorie de l'évolution explique le fait que les espèces dérivent les unes des autres par modifications successives au cours du temps.
Les oiseaux et certains dinosaures présentent certaines caractéristiques communes, comme la présence de plumes. Par ailleurs, certains fossiles, comme l'Archéoptéryx, montrent que des caractères nouveaux sont apparus successivement, conduisant par stades successifs aux oiseaux actuels.
Si on compare l'anatomie des cœurs de différents groupes d'animaux vertébrés tels que les poissons, les amphibiens, les reptiles et les mammifères, cela montre que tous possèdent la même organisation interne. Ils sont formés par les mêmes cavités contractiles :
- Les oreillettes
- Les ventricules
Comparaison du cœur de différentes espèces
Les caractères communs entre les cœurs de ces différentes espèces confirment l'existence d'un ancêtre commun entre eux. Le nombre de cavités contractiles a progressivement augmenté des poissons aux mammifères. Ainsi, les poissons constituent le groupe le plus primitif (avec le cœur le plus simple) et les mammifères forment le groupe le plus évolué (avec cœur le plus complexe).
La place de l'Homme dans le processus de l'évolution
L'Homme (Homo sapiens) s'inscrit, comme les autres espèces actuelles, dans le processus d'évolution. Il partage avec d'autres espèces un certain nombre de caractères (squelette interne, pouce opposable...) et se distingue par des caractères nouveaux acquis qui lui sont propres (bipédie permanente, développement cérébral). C'est un primate classé dans le groupe des grands singes.
Il est difficile de dater précisément l'origine de l'Homme, mais l'ancêtre commun aux chimpanzés, gorilles et orangs-outangs actuels aurait vécu il y a environ 20 millions d'années. L'espèce humaine est donc relativement récente.
Arbre de parenté des grands singes actuels
Afin d'affiner les relations évolutives entre l'Homme, le gorille, l'orang-outan et le chimpanzé il faudrait ajouter des caractères nouveaux présents chez certains mais absents chez d'autres ou utiliser la comparaison des gènes. En effet, plus il y a de gènes en commun entre deux espèces, plus ces deux espèces sont proches.
Ces études moléculaires ont permis de révéler que le chimpanzé est l'espèce animale la plus proche évolutivement de l'Homme. Leur ancêtre commun remonterait à environ 7 millions d'années.
Aujourd'hui, l'Homo sapiens est la dernière espèce présente du genre Homo et plus largement du groupe des hominidés.
Le groupe des Hominidés regroupe toutes les espèces fossiles ayant au moins un caractère dérivé exclusif à l'Homme actuel et non partagé par le chimpanzé. L'autre groupe formant les hominidés avec le genre Homo est le genre Australopithèque.
L'étude des fossiles a permis d'établir l'arbre de parenté suivant.
Relation de parenté entre différentes espèces d'hominidés et le chimpanzé
Les conséquences de la dynamique des populations sur l'évolution des espèces
Les mécanismes de l'évolution
Mutation
Une mutation est une modification de l'information génétique dans un gène d'une cellule. C'est donc une modification de l'ADN. C'est l'une des causes principales de l'évolution des espèces et l'un des principaux mécanismes de l'évolution moléculaire.
Les mutations génétiques sont des événements peu fréquents à l'échelle de temps de la vie d'un individu. Toutefois, pour un grand nombre d'individus et de temps géologiques, la probabilité de mutation devient beaucoup plus importante. Les espèces ne mutent d'ailleurs pas toutes à la même vitesse.
Les gènes touchés et les conséquences d'une mutation peuvent varier. La plupart des mutations sont invisibles. Toutefois, des mutations, même ponctuelles, peuvent modifier le plan d'organisation d'un organisme.
Un caractère nouveau peut ainsi apparaître dans une population par modification spontanée du programme génétique. Ces modifications peuvent alors se transmettre d'un individu à l'autre grâce à la reproduction sexuée, à condition qu'elle se fasse sur une cellule permettant la fabrication des gamètes.
Ces caractères nouveaux, qui apparaissent de façon aléatoire peuvent permettre à ces individus d'être mieux adaptés (meilleur accès à la nourriture, meilleure survie, meilleure reproduction). Ils sont alors sélectionnés et sont maintenus au cours du temps. Cela correspond au mécanisme de la sélection naturelle. Ce mécanisme de mutation et de sélection est à la base de l'évolution.
Sélection naturelle
La sélection naturelle est le fait que l'environnement influe sur l'évolution des espèces et des populations en sélectionnant les individus les plus adaptés à leur milieu.
Le milieu environnant sélectionne les individus qui présentent des caractères leur apportant un avantage par rapport aux autres : ils vivent plus longtemps, ou peuvent davantage se reproduire.
L'évolution des espèces au sein des groupes se réalise sur des millions d'années.
Disparition et apparition des espèces
Il existe une interaction entre les conditions de vie qui découlent des transformations de la Terre et l'évolution des êtres vivants. Les événements qui marquent l'histoire de la vie et de la Terre sont utilisés pour découper les temps géologiques en ères et en périodes de durée variable.
Ère
Une ère est une division du temps en géologie. Les ères sont délimitées par des événements géologiques et/ou biologiques majeurs.
L'ère secondaire débute il y a 250 Ma et se termine il y a 65 Ma avec, par exemple, l'extinction des ammonites.
Période
Une période correspond à une sous-division d'une ère.
L'ère secondaire est découpée en trois périodes : le Trias, le Jurassique et le Crétacé.
Ces changements sont favorables à certains êtres vivants, qui se développent, tandis que d'autres peuvent en mourir. Ces changements ont de fortes conséquences sur les conditions de vie des espèces. Les caractères les mieux adaptés aux nouvelles conditions de vie des espèces peuvent aussi être favorisés par rapport aux anciens : il y a donc évolution des espèces en réponse à ces changements.
Le peuplement de la Terre évolue en fonction des événements géologiques comme :
- La dérive des continents : ce phénomène a isolé les populations d'une même espèce. Les espèces se sont alors individualisées (il n'y a plus une mais deux espèces). Cela peut aussi entraîner de gros changements climatiques.
- Les éruptions volcaniques : les changements de conditions climatiques qu'elles provoquent ont modifié les conditions de vie.
- Les météorites qui ont entraîné des modifications climatiques mais aussi de grands bouleversements du milieu de vie des espèces avec la formation de cratères au point d'impact.
Il y a 65 millions d'années, les dinosaures ont disparu. Les raisons sont multiples, mais deux événements importants ont joué un rôle primordial dans leur disparition :
- Une météorite ayant laissé la trace d'un cratère de 180 km de diamètre à Chicxulub au Mexique
- Des éruptions gigantesques retrouvées aujourd'hui en Inde sous le nom de trapps du Deccan