L'évolution biologique implique le développement naturel des organismes vivants, qui s'accompagne de changements dans la composition génétique des populations, ainsi que d'une augmentation des propriétés adaptatives, de l'émergence de nouvelles espèces et de l'extinction des anciennes. Tous ces facteurs modifient à la fois l'écosystème et la biosphère dans son ensemble au fil du temps.
Théorie de base
Il existe plusieurs versions expliquant les mécanismes sur lesquels repose le processus évolutif. La plupart des scientifiques sont maintenant attachés à la théorie synthétique de l'évolution (STE), basée sur la fusion de la génétique des populations et du darwinisme. La théorie synthétique explique la relation entre les mutations génétiques, c'est-à-dire le matériel de l'évolution, et la sélection naturelle (le mécanisme de l'évolution). Le processus évolutif dans le cadre de cette théorie est le processus de modification des fréquences des allèles de divers gènes dans les populations d'espèces au cours de plusieurs générations.
Modèles et règles d'évolution
L'évolution est un processus irréversible. Tout organisme qui, par l'accumulation de mutations positives, a pu s'adapter à de nouvelles conditions, en retournant dans son environnement antérieur, devra à nouveau emprunter le chemin de l'adaptation. De plus, aucune espèce biologique ne peut être complètement établie,Charles Darwin a écrit que même si l'habitat redevient le même qu'avant, l'espèce évoluée ne pourra pas revenir à son état antérieur. C'est-à-dire que les animaux pourront s'adapter au retour des anciennes conditions, mais pas selon les "anciennes" manières.
Cela se voit facilement dans le cas des dauphins. La structure interne de leurs nageoires (avec les cétacés) conserve les caractéristiques des membres des mammifères. Les mutations mettent à jour le pool génétique d'une génération, de sorte qu'elles ne se répètent jamais. Malgré le fait que les dauphins et les baleines aient changé d'habitat et que les membres à cinq doigts se soient transformés en nageoires, ce sont toujours des mammifères. Tout comme les reptiles ont évolué à partir d'amphibiens à un certain stade, mais même en retournant dans leur environnement précédent, ils ne pourront pas donner naissance à des amphibiens.
Autre exemple de cette règle évolutive: l'arbuste à feuilles persistantes Ruscus. Sur sa tige se trouvent des feuilles brillantes, grandes et épaisses, qui sont en fait des branches modifiées. Les vraies feuilles sont écailleuses et sont situées au centre de ces "tiges". Une fleur apparaît du sinus de l'écaille au début du printemps, à partir de laquelle le fruit se développera plus tard. L'aiguille de boucher s'est débarrassée des feuilles au cours de l'évolution, ce qui lui a permis de s'adapter à la sécheresse, mais elle est ensuite tombée à nouveau dans le milieu aquatique, mais au lieu d'un vrai feuillage, des tiges modifiées sont apparues.
Hétérogénéité
Les règles de l'évolution stipulent que le processus est très hétérogène et n'est pas déterminé par le temps astronomique. Par exemple, il y a des animaux qui ont existé dansinchangé depuis des centaines de millions d'années. Ce sont des poissons à nageoires lobes, le tuatara et la queue de sabre sont des fossiles vivants. Mais il arrive que la spéciation et la modification se produisent très rapidement. Au cours des 800 000 dernières années, de nouvelles espèces de rongeurs sont apparues en Australie et aux Philippines, et le lac Baïkal au cours des 20 derniers millions d'années s'est enrichi de 240 espèces d'écrevisses, réparties en 34 nouveaux genres. L'émergence ou le changement d'une espèce ne dépend pas du temps en tant que tel, mais est déterminé par le manque d'aptitude et le nombre de générations. Autrement dit, plus une espèce se reproduit rapidement, plus le taux d'évolution est élevé.
Systèmes fermés
Les processus tels que l'évolution, la sélection naturelle et la mutation peuvent aller beaucoup plus vite. Cela se produit lorsque les conditions environnementales sont instables. Cependant, dans les océans profonds, les eaux des grottes, les îles et d'autres zones isolées, l'évolution, la sélection naturelle et la spéciation sont très lentes. Cela explique le fait que les poissons à nageoires lobes restent inchangés pendant tant de millions d'années.
Tracer la dépendance de l'évolution sur le taux de sélection naturelle est assez simple sur les insectes. Dans les années trente du siècle dernier, des médicaments toxiques ont commencé à être utilisés à partir de parasites, mais après quelques années, des espèces sont apparues qui se sont adaptées à l'action du médicament. Ces formes ont pris une position dominante et se sont rapidement propagées à travers la planète.
Pour le traitement de nombreuses maladies, des antibiotiques puissants étaient souvent utilisés - pénicilline, streptomycine, gramicidine. Les règles de l'évolution sont entrées en vigueur: déjà dans les années quaranteles scientifiques ont noté l'émergence de micro-organismes résistants à ces médicaments.
Modèles
Il existe trois directions principales d'évolution: la convergence, la divergence et le parallélisme. Au cours de la divergence, une divergence progressive des caractères intraspécifiques est observée, ce qui conduit éventuellement à de nouveaux regroupements d'individus. Au fur et à mesure que les différences de structure et de méthode d'obtention de nourriture deviennent plus prononcées, les groupements commencent à se disperser vers d'autres territoires. Si une zone est occupée par des animaux ayant les mêmes besoins alimentaires, au fil du temps, lorsque l'approvisionnement alimentaire devient plus petit, ils devront quitter la zone et s'adapter à des conditions différentes. Si sur un même territoire il y a des espèces aux besoins différents, la concurrence entre elles est bien moindre.
Un exemple frappant de la façon dont le processus évolutif de divergence se produit est 7 espèces de cerfs liés les uns aux autres: il s'agit du renne, du maral, du wapiti, du cerf sika, du daim, du cerf porte-musc et du chevreuil.
Les espèces avec un degré élevé de divergence ont la capacité de laisser une grande progéniture et de moins se concurrencer. Lorsque la divergence des traits est renforcée, la population est divisée en sous-espèces qui, en raison de la sélection naturelle, peuvent éventuellement se transformer en espèces distinctes.
Communauté
La convergence est aussi appelée l'évolution des systèmes vivants, à la suite de laquelle des espèces non apparentées ont des caractéristiques communes. Un exemple de convergence est la similitude de la forme du corps dansdauphins (mammifères), requins (poissons) et ichtyosaures (reptiles). C'est le résultat de l'existence dans le même habitat et les mêmes conditions de vie. L'agama grimpant et le caméléon sont également indépendants, mais très similaires en apparence. Les ailes sont aussi un exemple de convergence. Chez les chauves-souris et les oiseaux, ils sont apparus en changeant les membres antérieurs, mais chez un papillon, ce sont des excroissances du corps. La convergence est très courante parmi la diversité des espèces de la planète.
Parallélisme
Ce terme vient du grec "parallelos" qui signifie "marcher à côté" et cette traduction explique bien sa signification. Le parallélisme est le processus d'acquisition indépendante de caractéristiques structurelles similaires parmi des groupes génétiques étroitement liés, qui se produit en raison de la présence de caractéristiques héritées d'ancêtres communs. Ce type d'évolution est répandu dans la nature. Un exemple en est l'apparition des nageoires comme adaptations au milieu aquatique, qui chez les morses, les phoques à oreilles et les vrais phoques se sont formés en parallèle. De plus, chez de nombreux insectes ailés, il y avait une transition des ailes antérieures vers les élytres. Les poissons à nageoires lobes ont des signes d'amphibiens et les lézards à dents d'animaux ont des signes de mammifères. La présence du parallélisme témoigne non seulement de l'unité d'origine des espèces, mais aussi de conditions d'existence similaires.
