L’après Darwin… Evolution de la théorie de l’évolution…

AST, 2 décembre 2011

Joël Lunardi

L’après Darwin…

Evolution de la théorie de l’évolution…

TEMPS et EVOLUTION…

3500 Ma

2000 Ma

4500 Ma

1500 Ma

700 Ma

premiers hommes modernes 0,15 Ma

première forme de vie

Une classification du monde vivant

sur la base de caractères fixes observables…

de l’Historia Animalum d’Aristote

et de sa Scala Natura …

au Systema naturae de Linné

« Il y a autant d'espèces que

l'Etre Suprème a produit

dès le début de formes différentes. »

Linné, 1750

De la théorie transformiste de LAMARCK

1ère loi : l’usage renforce l’organe (et donc, la non-

utilisation l’affaiblit, jusqu’à sa disparition éventuelle)

2ème loi : ces changements sont héritables et passent

à la descendance selon un mode graduel et orienté

(orthogénèse)

A la théorie de l’évolution par sélection de DARWIN…

Le mûrissement des idées

de l’observation des pinsons

des îles Galapagos… à celle

des pigeons d’élevage anglais…

Le mûrissement des idées

de l’étude des membres

des vertébrés…

à celle des

fossiles…

salamandre tortue crocodile oiseau

chauve-souris baleine taupe homme

un ancêtre

commun…

les caractères

modifiés se

transmettent…

j’ai appelé sélection naturelle…

Théorie d’une évolution par descendance avec modifications

Charles Darwin, The origin of species, 1859

sélection orientée sélection divergente sélection stabilisante

La sélection par le milieu …

rochers sombres rochers sombres + clairs rochers « moyens »

La phalène du bouleau…

je « suie » donc je survis !

Evolution et mimétisme

La sélection par la reproduction

Sélection inter-sexuelle

Sélection intra-sexuelle

FITNESS = SURVIE x FECONDITE

L’évolution n’est pas forcément parfaite…

La marche de l’otarie

Les poumons du dauphin

La sélection naturelle est une succession de compromis entre adaptations et contraintes du passé

Le dos des hommes …

Espèces et spéciation

Redécouverte des lois de Mandel

La Théorie Synthétique de l’Evolution (1930-1940)

« Rien en biologie n’a de sens, si ce n’est à la lumière

de l’évolution »

Theodorius Dobzhansky

• Seul le génotype est héritable

• L’évolution n’a pas de direction

• La sélection est un mécanisme aveugle

Biologie

Génétique Biogéographie Paléontologie

Géologie

sélection naturelle

sélection reproductive

extinction

BIODIVERSITE

nouveaux

caractères

mutations des gènes

GENOME

La révolution de l’ADN …

« la vie est une ! »

Claude Bernard

Exemple du cytochrome c (~100 résidus)

ADN, horloge moléculaire, évolution et conservation…

38 résidus invariants

1nm

Arbre phylogénétique du cytochrome c

1nm

IDENTITE

DE l’ADN

80,5 %

98,4 % …

R. norvegicus M. musculus

P. troglodites

H. sapiens

ADN et espèces …

100 000 ans

60 000 ans

35 000 ans

50 000 ans

15 - 30 000 ans

10 000 ans

40 000 ans

40 000 ans

60 - 100 000 ans

ADN et évolution de l’homme moderne…

La théorie neutraliste et la dérive génétique (Kimura, 1970)

1419, Madère : des hommes et des souris …

20 chromosomes Mus musculus

2006, Madère : des souris et des hommes…

12 chromosomes ! 11 chromosomes …

à la théorie des équilibres ponctués…

N. Eldredge et S.J. Gould, 1970

Des monstres prometteurs de Goldschmidt …

acanthostega

Natura non facit saltum !

C Darwin

Haeckel : « L’ontogénèse récapitule la phylogénèse »

et à la théorie Evo-Dévo …

mutant bithorax,

gènes Hox A

B

C

D

1 2 3 4 5 …

Région d’expression de

HoxA10/HoxC10/HoxD10 vertèbres

cervicales

vertèbres

thoraciques

vertèbres

lombaires

vertèbres

sacrées

Expression induite d’HoxA10 dans tout l’organisme Extinction de HoxA10, HoxC10, HoxD10

Il y a 100 millions d’années,

Larry le lézard s’aperçut qu’il avait évolué …

HOX ?

Pitx1

pied-bot

Gènes et anomalies du développement

Thalidomide®

phocomélie

oeil normal

oeil supplémentaire sur une

antenne obtenu par expression

du gène Pax 6 de… souris

L’environnement sculpteur de gènes : la plasticité phénotypique

Kairomones et « casque à pointe »…

CH Waddington Nature 1942

X mouches aux ailes déformées

stress thermique

larves de mouches aux ailes normales

stress thermique

larves larves

mouches aux ailes déformées

X N

larves larves

AUCUN STRESS

mouches aux ailes déformées

Et si…

SL Rutherford et S Lindquist, Nature 1998

Du singulier rôle d’Hsp90…

---GTGCACCTGACTCCTGAG--- ( + )

---CACGTGGACTGAGGACTC--- ( - )

--- GUGCACCUGACUCCUGAG ---

--val-his-leu-thr-pro-glu---

- triplets et/ou codons

- ADN ou ARN codant

- code génétique

- mutations

ADN

ARN

PROTEINE

transcription

Rutherford et al Crit Rev Biochem Mol Biol 2007

Rassoulzadegan et al, Nature 2006

à la curieuse histoire de Kit…

nouvelles

fonctions

mutations G

EN

OM

E

changement de

caractères

microévolution

changement de

plan d’organisation

DE

VE

LO

PP

EM

EN

T

macroévolution

gènes architectes (hox) gènes ouvriers

sélection naturelle

sélection reproductive

E

NV

IRO

NN

EM

EN

T

résultat neutre ou favorable = survie

nouvel

embranchement

nouvelle

espèce

nouveau

caractère

nouvelle

adaptation BIO

DIV

ER

SIT

E

d’après J. Chaline, 2008

résultat défavorable = extinction

Evolution et médecine

Allergies et infections: la théorie hygièniste…

Obésité, diabète et alimentation…

Hypertension et sel…

L’intolérance au lactose …

lactase

Evolution vs création …

« Le monde a commencé sans l’homme, il s’achèvera sans lui »

C. Lévy-Strauss