La sélection naturelle expliquée simplement

La sélection naturelle est un mécanisme de l'évolution : dans un environnement donné, les individus porteurs de certaines variations héréditaires laissent en moyenne davantage de descendants que les autres. Ces variations deviennent alors plus fréquentes au fil des générations. Le mécanisme ne poursuit aucun objectif, ne répond pas aux besoins des organismes et ne conduit pas nécessairement vers une complexité ou un progrès croissants.

Qu'est-ce que la sélection naturelle ?

Une population rassemble des individus de la même espèce qui ne sont pas parfaitement identiques. Une partie de leurs différences est transmissible à la descendance. Si certaines caractéristiques héréditaires influencent le succès reproductif, leur fréquence peut changer de génération en génération.

Le succès reproductif ne désigne pas seulement la capacité à survivre. Un individu doit aussi parvenir à se reproduire et transmettre ses caractères. Une variation favorisant la survie mais empêchant toute reproduction ne se répandra pas par sélection naturelle.

Ce ne sont pas les individus qui évoluent par sélection naturelle : ce sont les caractéristiques héréditaires d'une population qui changent de fréquence au fil des générations.

La Journée Darwin offre un cadre propice pour revenir sur cette idée centrale et distinguer le mécanisme scientifique de ses interprétations erronées.

Les quatre conditions nécessaires

La sélection naturelle peut agir lorsque plusieurs conditions sont réunies :

1. Une variation existe : les individus présentent des différences, par exemple de couleur, de taille, de physiologie ou de comportement.
2. Une partie de cette variation est héréditaire : elle peut être transmise aux descendants, généralement par l'intermédiaire des gènes.
3. Les ressources et les possibilités de reproduction sont limitées : tous les individus ne produisent pas le même nombre de descendants viables.
4. Les différences influencent la reproduction : dans les conditions considérées, certaines variations donnent en moyenne un avantage reproductif.

La variation héréditaire provient notamment des mutations et du brassage génétique associé à la reproduction sexuée. Une mutation apparaît sans anticipation de son utilité. Elle peut être avantageuse, défavorable ou sans effet notable selon le milieu. Comprendre ce rôle du hasard demande la même rigueur que les raisonnements mis à l'honneur pendant la Journée de Pi et des mathématiques : un résultat global peut émerger de nombreux événements individuels sans intention directrice.

Comment le mécanisme fonctionne-t-il pas à pas ?

De la différence individuelle au changement de population

Imaginons une population d'insectes dont la couleur varie. Sur un sol sombre, les oiseaux repèrent plus facilement certains individus clairs. Si la couleur est héréditaire et si les insectes sombres survivent assez souvent pour produire davantage de descendants, la proportion d'individus sombres peut augmenter au fil des générations.

Le milieu n'a pas fabriqué la couleur sombre parce que les insectes en avaient besoin. Il a exercé une pression de sélection sur des variations déjà présentes ou apparues indépendamment de ce besoin. Si le sol devient clair, le caractère auparavant avantageux peut devenir neutre ou défavorable.

L'adaptation est un résultat relatif

Une adaptation est un caractère héréditaire façonné par la sélection naturelle parce qu'il a amélioré le succès reproductif dans certaines conditions. Elle n'est jamais parfaite ni universelle. Elle dépend du milieu, des concurrents, des prédateurs, des partenaires et de l'histoire de la population.

Les changements environnementaux suivis lors de la Journée météorologique mondiale rappellent que les conditions physiques varient. Il n'existe donc pas de caractère avantageux en toute circonstance.

Des exemples observables de sélection naturelle

• La résistance aux antibiotiques : un traitement élimine surtout les bactéries sensibles. Les bactéries déjà résistantes grâce à une variation héréditaire peuvent alors se multiplier davantage. L'antibiotique ne crée pas volontairement leur résistance.
• La résistance aux insecticides : l'usage répété d'un produit favorise la reproduction des insectes porteurs de caractères qui réduisent son efficacité.
• La couleur du pelage ou du corps : selon le fond, une coloration peut réduire la détection par les prédateurs ou faciliter l'approche d'une proie.
• La forme des becs : différentes ressources alimentaires peuvent favoriser différentes formes de bec chez des populations d'oiseaux.
• La période de reproduction : si les ressources saisonnières changent, les individus dont le calendrier reproductif correspond mieux à leur disponibilité peuvent laisser davantage de descendants.

Ces exemples reposent sur des mesures comparables : fréquences de caractères, parenté, descendance et conditions du milieu. La précision des observations, également valorisée par la Journée mondiale de la métrologie, permet de tester les explications plutôt que de se fier à une simple impression d'adaptation.

La résistance bactérienne peut aussi être étudiée grâce à l'imagerie et à d'autres techniques biomédicales évoquées lors de la Journée internationale de la radiologie. Observer une évolution exige toutefois de distinguer une modification héréditaire d'un simple changement temporaire chez un organisme.

Ce que la sélection naturelle n'explique pas seule

La sélection naturelle est majeure, mais elle n'est pas synonyme de toute l'évolution. Plusieurs mécanismes modifient également les populations :

• La mutation produit de nouvelles variantes génétiques sans prévoir leurs effets futurs.
• La dérive génétique modifie au hasard la fréquence des variantes, surtout dans les petites populations.
• Le flux de gènes introduit ou retire des variantes lorsque des individus, des gamètes ou des graines circulent entre populations.
• La recombinaison crée de nouvelles associations de variantes lors de la reproduction sexuée.
• La sélection sexuelle favorise des caractères qui améliorent l'accès aux partenaires, même s'ils ont parfois un coût pour la survie.

La sélection naturelle ne crée donc pas à elle seule la diversité sur laquelle elle agit. Elle n'explique pas non plus pourquoi tous les caractères existent : certains sont neutres, hérités de l'histoire évolutive ou liés au développement d'autres caractères. Les écosystèmes présentés à l'occasion de la Journée internationale des forêts illustrent en outre que plusieurs pressions peuvent agir simultanément sur une population.

Les erreurs de raisonnement à éviter

Dire qu'une espèce s'est transformée « pour » survivre inverse la cause et le résultat. Des variations apparaissent d'abord ; leur transmission différentielle peut ensuite transformer la population. Il faut aussi éviter quatre confusions :

• un individu peut s'acclimater, mais cette modification n'est pas nécessairement héréditaire ;
• « le plus apte » signifie le mieux adapté aux conditions présentes, pas forcément le plus fort ;
• l'évolution n'est ni une échelle ni une marche obligatoire vers la perfection ;
• le hasard intervient dans les mutations et la dérive, tandis que la sélection dépend des effets des caractères dans un milieu donné.

La théorie évolutive se teste à partir d'observations, d'expériences, de comparaisons anatomiques et de données génétiques. La diversité des personnes qui participent à ces travaux fait aussi partie des enjeux soulignés par la Journée internationale des femmes et des filles de science.