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Les PREUVES EXPÉRIMENTALES
Preuves à conviction, en laboratoire, de l'évolution

Autres preuves

Les pinsons de Darwin, à la coloration sombre et de la taille de moineaux, se répartissent sur toutes les îles des Galápagos. Très bruyants, ils n’ont quasiment aucune crainte de l’homme et constituent la sous-famille des Geospizae, que l’on ne trouve qu’aux Galápagos et sur l’île des Cocos plus au nord. Treize espèces sont endémiques à l’archipel, toutes issues d’une espèce originelle, Melanospiza richardson, le pinson de Ste Lucie, aux Caraïbes. La ressemblance entre ces pinsons est très frappante : à part le bec dont la forme est très variable, difficile pour le non spécialiste de les distinguer.
Les pinsons peuvent être regroupés en plusieurs genres, suivant la forme caractéristique de leur bec et, suivant leurs habitudes alimentaires. On distingue donc 4 groupes et 6 genres, avec le pinson de l’île des Cocos.

Le gène Bmp4 et les pinsons de Darwin
Preuve absolue d'évolution

La diversité de structure du bec dans ce petit groupe d’oiseaux éveilla l’intérêt de Darwin en 1835, qui réalisa, longtemps après son voyage, qu’une espèce-mère s’était modifiée à des fins différentes et pour des adaptations spécifiques.
Deux cadres conceptuels théoriques, ou interprétations différentes, se dégagèrent, inspirées des réflexions de Darwin sur les pinsons : l’isolement et la compétition entre individus - la différence de nourriture entre les îles.

Nous allons voir maintenant que seules et telles quelles, ni l'une ni l'autre explication ne sont complètes pour expliquer les becs des pinsons. En revanche, toutes exercent une pression sélective ayant abouti, bien entendu de pair avec l'isolement géographique, à la fixation des caractères et des différents becs des pinsons... Et donc à la spéciation des différents pinsons.
On retiendra déjà que dans cet exemple des pinsons de Darwin, les microévolutions que l'on développe ci-dessous aboutiront à la macroévolution des pinsons... D'où la nécessité d'intégrer que micro et macroévolutions sont imbriquées, la dernière n'étant guère plus que le qualificatif donné sur des microévolutions ayant résulté en spéciation.
Charles Darwin n'avait pas les éléments qui vont suivre en sa possession et ses réflexions se firent donc toutes sur la pression de la sélection naturelle, mais sans aucun des mécanismes de variation actuellement connus, qui tous précèdent le filtrage de la sélection naturelle. Ces mécanismes de variation, intuitivement soupçonnés par Darwin, complètent et confirment le bien fondé de la Théorie de l'évolution darwinienne ; bien qu'ils relèguent le plus souvent au dernier plan (dernier dans son sens chronologique) la pression sélective.

De gauche à droite: Geospiza magnirostris, G. fortis, G. parvula, Certhidea Olivacea

Sur des oeufs de 6 espèces de pinsons du genre Geospiza, Arhat Abzhanov et ses collègues de la Harvard Medical School, Université de Princeton, ont cherché quels facteurs protéiques de croissance étaient exprimés lors du développement facial du crâne des oiseaux (dont Geospiza magnirostris, G. rostris, G. fortis, Certhidea). Voici les résultats :

- Sur les dix facteurs protéiques examinés, un seul - le Bmp4 - est corrélé avec la croissance du bec.
- De plus, une variation d'expression en fonction des espèces fut découverte pour ce gène codant la protéine Bmp4.
- Variation en nette augmentation pour l'espèce au plus gros bec, G. magnirostris.

En clair, cela signifie que les espèces aux becs les plus robustes et conséquents, ceux brisant les graines, expriment plus tôt et plus fortement le gène Bmp4 durant leur développement embryonnaire, que les espèces au bec plus fin.
Même si d'autres facteurs génétiques interviennent probablement dans les différences entre pinsons, les variations d'expression de Bmp4 sont responsables de la morphologie du bec des pinsons ! Désormais, les bases moléculaires de la variation d'un caractère visible sont connues !
C'est-à-dire que pour la première fois, dire «Tel gène est modifié, tel caractère sera changé» n'est plus une spéculation basée sur quelques éléments forts - dont la plupart étaient des pathologies observées sur des multicellulaires -, mais une réalité de la biologie évolutive où le raisonnement et processus évolutif est observé et expliqué.

Les variations d'expression d'un gène durant le développement embryonnaire expliquant la variabilité du bec des pinsons, ce n'est rien de moins que la théorie de la « fœtalisation » de Bolk, qui est aussi démontrée/confirmée, mais surtout la Théorie synthétique de l'évolution, qui est de nouveau prouvée.

Dans le même registre, une découverte similaire portant sur les variations de plumage hivernal de deux espèces d'oiseaux de genres et familles différents, habitant tous les deux le Grand Nord, le Labbe parasite (Stercorarius parasiticus) et l'Oie des neiges (Chen caerulescens). Skua et Oie présentent tous deux un plumage hivernal noir et blanc. Similitude de plumage qu'on expliquait jusqu'ici d'un point de vue théorique par l' évolution convergente, mais sans aucune donnée génétique.

Labbe parasite (phase sombre et hivernale) à gauche, Oie des neiges (phase claire) à droite

La génétique explique maintenant, pour ce cas précis, que ces similitudes de plumage sont dues (en amont de la pression sélective), à une même mutation sur un même gène, qui donnera une même variation sur le plumage de ces deux espèces très différentes phylogéniquement, par une variation de la quantité de mélanine dans leur plumage.
La mutation impliquée n'est rien d'autre qu'une toute petite différence, un seul acide aminé, dans le gène Mc1r. Gène codant pour le récepteur d'une hormone impliquée dans les mélanocytes.
Ainsi, l'idée que de "multiples et innombrables variations successives, qui par de nombreux gènes pouvant donner aléatoirement, et au fil des générations, n'importe quelle forme d'organe, mais dont les moins aptes seraient éliminés par la sélection" tombe en poussières.
Des contraintes génétiques existent bel et bien dans le processus évolutif au niveau le plus fondamental, mutationnel et embryologique ; elles semblent beaucoup plus restrictives et déterministes qu'on ne pouvait le penser en donnant un choix de formes possibles moins large que prévu. N'importe quel gène ne pouvant pas donner un nouveau caractère, il semblerait plutôt que, au moins dans certains cas, le chemin génétique est réduit ou semble plus ou moins le même pour différentes espèces sans grande parenté entre elles.

Il reste néanmoins que, bien que l'importance des différentes expressions protéiques, limitées, prenne une place prépondérante dans l'évolution par rapport à l'ancienne compréhension plus darwinienne ; celle-ci est néanmoins confirmée et démontrée, mais affinée, par ces toutes récentes découvertes qui furent publiées au cours de l'année 2004.

Références et sources
Abzhanov A, Protas M, Grant BR, Grant PR, Tabin CJ.
Bmp4 and morphological variation of beaks in Darwin's finches. Science. 2004 Sep.
+ Quelques extraits de la revue Science&Vie, décembre 2004

La drosophile à 4 ailes
Preuve absolue d'évolution

Observez bien les deux paires d'ailes de la mouche du vinaigre représentée ci-dessus. Ce n'est pas anodin : toutes les mouches sont caractérisées par une seule paire d'ailes fonctionnelles (la deuxième paire s'est transformée en petits balanciers qui l'aident pour son vol très rapide et acrobatique) d'où le nom de l'ordre auquel appartiennent mouches et moucherons, les diptères (di = deux, ptera = ailes). Cette petite mouche à l'avant-plan détruit à elle seule toute la thèse créationniste...

La tête de gauche (ci-dessous) appartient à un individu sauvage de mouche du vinaigre Drosophila melanogaster, celle de droite à un mutant Antennapedia de la même espèce : à la place des antennes, on peut facilement apercevoir des pattes parfaitement formées. En moins de deux semaines, temps nécessaire à l'éclosion des oeufs et à la métamorphose des larves en adulte, de profondes variations ont surgi au sein d'une espèce.
L'évolution à vue d'oeil, par une simple mutation, sur l'animal de Satan - il est amusant de le remarquer - comme il est amusant de souligner que des gènes indispensables au développement de l'Homme sont interchangeables avec ceux de la mouche !

Les gènes Hox de l'Homme sont interchangeables avec ceux de la mouche

Tous les animaux se développent à partir d'une cellule unique qui, en se divisant, produit des millions de cellules embryonnaires. Ces cellules s'arrangeront en un organisme complet, où les os, les muscles, le cerveau et la peau s'intègrent dans un tout harmonieux. Le processus fondamental est le même, mais des organismes différents se formeront

Au vu des différences entre hommes, souris, mouches et vers, les embryologistes pensaient que des mécanismes génétiques tout aussi variés commandaient le développement embryonnaire de ces différentes espèces. Aujourd'hui ils reconnaissent qu'une famille de gènes homologues - les gènes HOM chez les invertébrés et les gènes Hox chez les vertébrés - commandent des phases du développement similaires chez tous les embryons d'animaux.

Si l'on ne considère que certains systèmes moléculaires de la morphogenèse, les hommes ressemblent beaucoup plus aux vers et aux mouches qu'on ne l'aurait cru. L'homme et la mouche se ressemblent même tant que l'on peut remplacer les gènes HOM de la drosophile par des gènes Hox de l'homme ou de la souris sans perturber le développement embryonnaire des drosophiles !

L'histoire des " architectes moléculaires universels" que sont les gènes HOM et Hox a commencé avec les études d' Edward Lewis, de l'Institut de technologie de Californie, colauréat du prix Nobel de médecine 1994 : depuis 1950, E. Lewis étudie le complexe bithorax, un petit groupe de gènes "homéotiques" de la drosophile. Ces gènes ont été nommés d'après la racine grecque homeo, "semblable", car leur mutation provoque la transformation d'un segment du corps à l'image d'un autre segment. Les mutations des gènes du complexe bithorax entraînent généralement de telles anomalies du développement dans la partie postérieure de la mouche.
Thomas Kaufman et ses collègues de l'Université d'Indiana ont étudié un autre groupe de gènes homéotiques de la mouche, le complexe Antennapedia: les mutations dans ces gènes engendrent des anomalies du développement de la moitié antérieure du corps; par exemple, certaines mutations dans Antennapedia, le gène qui a donné son nom au complexe, provoquent la transformation des antennes de la mouche en une paire de pattes supplémentaire. Ces mouches anormales survivent parfois, et sont même capables de se reproduire.

Le développement des embryons porteurs de mutations antennapedia jusqu'au stade adulte constitue une exception, car la plupart des mutations des gènes homéotiques causent des malformations mortelles pour les drosophiles. Toutefois, même les embryons qui ne survivent pas apportent de précieuses informations aux embryologistes. A l'Université de Madrid, Ernesto Sanchez-Herrero et Gines Morata ont découvert que l'élimination de trois gènes du complexe bithorax (Ultrabithorax, Abdominal A et Abdominal B) est mortelle. Cependant les embryons mutants survivent assez longtemps pour développer des structures spécialisées : on a alors constaté que les huit segments abdominaux étaient remplacés par des segments thoraciques.

Les embryologistes s'intéressent aux défauts bizarres de certaines drosophiles et aux conséquences de mutations des gènes homéotiques parce qu'ils espèrent élucider les mécanismes de l'embryogenèse, et percer ensuite le secret de la morphogenèse de tous les êtres vivants.
(Extrait de l'Évolution - Pour la Science, 1998)

L'évolution, une évidence sous nos yeux
Preuves à conviction, sur le terrain, de l'évolution

Dès les débuts de l'agriculture et l'élevage, l'Homme s'aperçoit que l'hérédité des caractères est une constante de la vie, très rapidement il sélectionnera les graines ou les animaux de son élevage qu'il préfère faire reproduire et expérimentera les principaux mécanismes de l'évolution, la redistribution du patrimoine génétique et la sélection des individus les plus adéquats (artificielle dans ce cas, puisque de main d'homme). Sans même avoir donné de mots ni d'explications précises à ces phénomènes, l'Homme préhistorique manipulait la nature et faisait les premières expérimentations biologiques qui infirmeront la création et la formation du monde telle que la décriront, des millénaires plus tard, les inventeurs des religions.

Ovis orientalis, le mouflon d'Europe (à gauche), est probablement à l'origine de nos moutons domestiques et de toutes ses variétés d'élevage que l'on trouve de part le monde, y compris en Australie où il fut, bien entendu, importé récemment par les colons. Il ne se rencontre désormais plus que dans des réserves, en Sardaigne et en Corse, où il est insuffisamment protégé contre les braconniers et le métissage avec le mouton domestique.
Le même processus d'élevage, de culture, puis de sélection pour obtenir des races et des variétés de plus en plus particulières et différentes de leur souche fut faite par les éleveurs, les agriculteurs, les jardiniers, etc. depuis au moins 9000 ans.
Les fruits, les légumes, les céréales, le vin, la bière, nos chats, nos chiens, les chevaux, nos poissons rouges, les fleurs dans notre jardin sont tous une flagrante démonstration de l'évolution ; une absolue réfutation au créationnisme, au fixisme et au déterminisme, que nous avons quotidiennement sous les yeux.

Le prêtre Johann (Gregor) Mendel, botaniste et enseignant de physique et sciences naturelles, voulut en savoir plus. Et ses expérimentations sur l'hérédité des caractères chez les petits pois, poursuivies de 1849 à 1864, le rendirent célèbre - une célébrité posthume.
Croisant des pieds de plante, différents par un seul caractère (graine lisse ou ridée, fleurs blanches ou colorées, etc.), il va suivre au fil des générations et en fonction des nouveaux croisements effectués les lois de la réapparition de ce caractère, donc de sa transmission. Ayant obtenu des résultats décisifs, il entreprend des croisements entre plantes différant par deux caractères. L'ensemble de ses conclusions, publiées en 1865 dans une revue à faible tirage, passera inaperçu et c'est seulement après sa mort, en 1900, que seront redécouvertes par divers auteurs (De Vries, Correns, Tschermak, Bateson, Cuénot) les lois fondamentales de la génétique, désormais appelées lois de Mendel.
Ses successeurs découvriront les mutations, la double hélice, les gènes architectes, etc. Tous les mécanismes et preuves de l'évolution que nous connaissons n'auraient pu être étayés sans les lois de Mendel.

Rafael Terrón