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Introduction à l’évolution Ce merveilleux bricolage Carl Zimmer Conseillers sci

Introduction à l’évolution Ce merveilleux bricolage Carl Zimmer Conseillers scientifiques Joel Kingsolver, université de Caroline du Nord Kevin Padian, université de Californie, Berkeley Gregory Wray, Duke University Marlene Zuk, université de Californie, Riverside Introduction à l’évolution Ce merveilleux bricolage Traduction de l’anglais (américain) par Bernard Swynghedauw Édition originale : The Tangled Bank, an introduction to evolution © 2010 Roberts and Company Publishing © De Boeck & Larcier s.a., 2011 1re édition Éditions De Boeck Université rue des Minimes 39, B-1000 Bruxelles Conception graphique et mise en pages : Relecture et corrections de la traduction : Didier Delacroix Tous droits réservés pour tous pays. Il est interdit, sauf accord préalable et écrit de l’éditeur, de reproduire (notamment par photocopie) partiellement ou totalement le présent ouvrage, de le stocker dans une banque de données ou de le communiquer au public, sous quelque forme et de quelque manière que ce soit. Imprimé en Belgique Dépôt légal : Bibliothèque nationale, Paris : avril 2012 Bibliothèque royale de Belgique : 2012/0074/029 ISBN 978-2-8041-6658-8 Pour toute information sur notre fonds et les nouveautés dans votre domaine de spécialisation, consultez notre site web : www.deboeck.com « Il est intéressant de contempler un rivage luxuriant tapissé de nom- breuses plantes appartenant à de nombreuses espèces abritant des oiseaux qui chantent dans les buissons, des insectes variés qui voltigent çà et là, des vers qui rampent dans la terre humide, si l’on songe que ces formes si admirablement construites, si différemment conformées, et dépendantes les unes des autres d’une manière si complexe, ont toutes été produites par des lois qui agissent autour de nous. Ces lois, prises dans leur sens le plus large, sont : la loi de croissance et de reproduction ; la loi d’hérédité qu’implique presque la loi de reproduction ; la loi de variabilité, résultant de l’action directe et indirecte des conditions d’existence, de l’usage et du défaut d’usage ; la loi de multiplication des espèces en raison assez élevée pour amener la lutte pour l’existence qui a pour conséquence la sélection naturelle, laquelle détermine la divergence des caractères, et l’extinction des formes moins perfectionnées. Le résultat de cette guerre de la nature, qui se traduit par la famine et par la mort, est donc le fait le plus admirable que nous puissions concevoir, à savoir : la production des animaux supérieurs. N’y a-t-il pas une véritable grandeur dans cette manière d’envisager la vie, avec ses puissances diverses attribuées primitivement par le Créateur à un petit nombre de formes, ou même une seule ? Or, tandis que notre planète, obéissant à la loi fixe de la gravitation, continue à tourner dans son orbite, une quantité infinie de belles et admirables formes, sorties d’un commence- ment si simple, n’ont pas cessé de se développer et se développent encore ! » Charles Darwin, De l’origine des espèces (1859) (Texte établi par Daniel Becquemont à partir de la traduction d’Edmond Barbier. Garnier-Flammarion, 1993) L’auteur Carl Zimmer est un journaliste scientifique américain réputé qui a déjà publié de nom- breux ouvrages de vulgarisation scientifique en biologie. Il est en outre l’auteur d’un blog inti- tulé The Loom, consultable sur http://carlzimmer.com. Le traducteur Bernard Swynghedauw est docteur en médecine, docteur ès sciences, directeur de recherches émérite à l’Inserm (U942), membre correspondant de l’Académie nationale de médecine, membre titulaire de l’Academia europaea, ancien président de la Société européenne de physio- logie (FEPS), docteur honoris causa de l’université d’Umea (Suède). Il a publié un Abrégé de biologie et de génétique moléculaire (Dunod, 2008) ; Quand le gène est en conflit avec son environnement. Une introduction à la médecine darwinienne (De Boeck, 2009) ; Biologie de l’évolution et médecine (Lavoisier, 2011), avec C. Frelin. Note du traducteur Le titre original de ce livre est The tangled bank. An Introduction to evolution. Les premiers termes de ce titre sont presque impossibles à traduire en français. The tangled bank sont les premiers mots utilisés par Darwin lui-même au tout début du dernier paragraphe de L’Origine des espèces, qui est cité page précédente. Littéralement, l’expression the tangled bank signifie « le rivage embrouillé », « le remblai en fouillis » ou « la rive enchevêtrée ». La tournure utilisée par les traducteurs Edmond Barbier et Daniel Becquemont (L’Origine des espèces, texte établi par D. Becquemont à partir de la traduction de l’anglais d’Edmond Barbier, Garnier-Flammarion, 1993) est « le rivage luxuriant », formulation certes approximative mais plus conforme à l’esprit du texte de Darwin. Rappelons que Darwin était aussi un peu poète à sa façon, ce qui, bien évidemment, n’enlève rien ni à son génie ni à sa rigueur scientifique ni à sa méticulosité. Nous avons pensé, avec les éditions De Boeck et avec l’accord de l’auteur, Carl Zimmer, que « le rivage luxuriant » comme titre d’un ouvrage serait peu compréhensible pour un public fran- cophone moins familier avec les œuvres de Darwin que le public anglophone et que les termes de « bricolage », de « merveilleux bricolage », seraient tout à la fois plus compréhensibles et tout aussi respectueux de l’esprit du livre de Carl Zimmer. Rappelons que c’est à François Jacob, prix Nobel de médecine, que l’on doit d’avoir utilisé le terme de « bricolage » (en anglais tinkering) pour décrire la manière dont procède l’évolution (pour les détails, voir Jacob F. « Bricolage de l’évolution » in Tort P. Dictionnaire du darwinisme et de l’évolution, PUF, 1996, Tome 1, pp. 414- 419 et en anglais Jacob F. Evolution and tinkering, Science, 1977, 196, 1161-1165). Table des matières Chapitre 1. Une introduction à l’évolution _____________________________________________1 Qu’est-ce que l’évolution ? ................................................................................................................2 Évolution, les évidences .....................................................................................................................4 Un exemple d’évolution : pourquoi les baleines ont-elles des évents ? ...............................................6 Chapitre 2. Biologie ________________________________________________________________15 De la philosophie naturelle jusqu’à Darwin La nature avant Darwin ................................................................................................................... 16 L’évolution avant Darwin ................................................................................................................. 19 Fossiles et extinctions ......................................................................................................................20 L’évolution comme force .................................................................................................................23 Un naturaliste non officiel ...............................................................................................................24 La filiation commune .......................................................................................................................27 Sélection naturelle ...........................................................................................................................30 Au-delà de la sélection naturelle .....................................................................................................32 Chapitre 3. Ce que racontent les roches _______________________________________________ 35 L’ancienne Terre ...............................................................................................................................36 Un immense musée .........................................................................................................................37 Les traces de vie disparue ................................................................................................................43 Les premiers témoins de la vie .........................................................................................................43 La vie prend de l’importance ...........................................................................................................46 Sortir de l’eau pour gagner la terre ..................................................................................................49 Les nouveaux venus .........................................................................................................................50 Chapitre 4. L’arbre de la vie ________________________________________________________ 57 Comment construire un arbre .........................................................................................................59 Depuis les nageoires jusqu’aux pattes ............................................................................................62 L’évolution comme bricolage ..........................................................................................................67 Les dinosaures à plumes prennent leur envol ...................................................................................70 Un nouveau singe ...........................................................................................................................74 Ce merveilleux bricolage X Chapitre 5. Les molécules de l’évolution ______________________________________________ 83 Protéines, ADN et ARN ....................................................................................................................84 a. Protéines .........................................................................................................................85 b. ADN ...............................................................................................................................85 c. De l’ADN à la protéine .......................................................................................................87 d. Au-delà des gènes codant des protéines ................................................................................87 Hérédité ..........................................................................................................................................90 La génétique au jardin .....................................................................................................................93 Le chemin compliqué unissant génotype et phénotype ...................................................................95 Chapitre 6. Les mécanismes : mutation, dérive et sélection ______________________________101 Mutations : la création de la variabilité .......................................................................................... 103 Du nuisible à l’utile ........................................................................................................................ 105 Comment les mutations se dispersent-elles ? ................................................................................ 106 Mettre la biologie en équations ..................................................................................................... 106 Dérive génétique ............................................................................................................................110 Sélection ........................................................................................................................................113 Des petites différences pour de grands résultats ............................................................................115 La sélection en balance ...................................................................................................................117 La vitesse de l’évolution ..................................................................................................................119 La sélection naturelle partout .........................................................................................................121 Boire du lait : une empreinte de la sélection naturelle ................................................................... 125 La géographie de la fitness ............................................................................................................ 126 Les limites de la sélection .............................................................................................................. 128 Chapitre 7. L’histoire à travers nos gènes ____________________________________________ 133 Les archives génétiques ................................................................................................................. 134 Arbres d’espèces et arbres de gènes .............................................................................................. 136 Molécules et traits morphologiques ............................................................................................... 139 a. Les hommes ................................................................................................................... 140 b. Les pinsons de Darwin ...................................................................................................... 142 c. VIH (virus de l’immunodéficience humaine, le virus du Sida) ..................................................... 142 Sélection naturelle versus évolution neutre .................................................................................... 145 L’horloge moléculaire .................................................................................................................... 147 Sélection ancienne ........................................................................................................................ 149 Déchiffrer le génome ..................................................................................................................... 152 Chapitre 8. Adaptations : des gènes aux traits ________________________________________ 157 Les innovations sont possibles aujourd’hui .................................................................................... 158 Est-ce que je peux emprunter un gène ? ........................................................................................161 Sculpter un bec ............................................................................................................................. 167 Comment se sont recyclées les plumes ......................................................................................... 169 Mouches, souris et « trousse à outils génétique » ..........................................................................171 L’évolution des yeux ..................................................................................................................... 174 Table des matières XI L’évolution forcée .......................................................................................................................... 183 Évolution convergente ................................................................................................................... 184 Chapitre 9. L’origine des espèces ____________________________________________________191 Les espèces avant l’évolution ........................................................................................................ 192 Les bonnes barrières font les bonnes espèces ................................................................................ 193 Diviser une espèce ......................................................................................................................... 194 Les anneaux d’espèces .................................................................................................................. 197 Des espèces côte à côte ................................................................................................................ 199 Vitesse de la spéciation .................................................................................................................200 Découvrir les espèces cachées .......................................................................................................203 Les espèces en deçà des barrières ..................................................................................................205 L’origine de notre propre espèce ....................................................................................................208 Chapitre 10. Radiations et extinction _______________________________________________ 215 La biodiversité à travers les âges En parcourant les continents ......................................................................................................... 217 Le rythme de l’évolution ............................................................................................................... 221 L’évolution, crises et redémarrages ................................................................................................223 Durée de vie des espèces ...............................................................................................................225 Les berceaux de la diversité ...........................................................................................................227 Radiations .....................................................................................................................................227 Un cadeau pour la diversité ...........................................................................................................230 Le déclenchement de la fusée cambrienne .................................................................................... 231 Ce qui a conduit à l’extinction .......................................................................................................235 Quand la vie a presque disparu ....................................................................................................237 La nouvelle extinction ....................................................................................................................240 Chapitre 11. En partenariat intime _________________________________________________ uploads/Geographie/ l-x27-evolution-est-plus-qu-x27-une-theorie-c-x27-est-une-facon-de-comprendre-le-monde.pdf