Au début du XIXe siècle, un débat qui devait devenir de plus en plus opiniâtre au cours des années suivantes opposait les tenants du fixisme (ou créationnisme) aux tenants du transformisme (évolutionnisme). Pour les fixistes, les espèces vivantes ont été créées tel qu'elles sont aujourd'hui et ne peuvent donc se modifier en d'autres espèces. Les évolutionnistes eux, soutiennent que les espèces vivantes ne sont pas immuables et peuvent se transformer, se différencier, évoluer quoi, avec le temps.

Avant cette époque, personne n'aurait songé à remettre en question quelque chose d'aussi évident que le fixisme. Après tout, on n'avait jamais vu une espèce se transformer en une autre et il était clair qu'une chatte, par exemple, ne pouvait donner naissance à autre chose qu'à des chats. De plus, la bible n'affirmait-elle pas que Dieu avait créé tous les êtres vivants chacun selon son espèce? Certains croyaient même avoir trouvé dans la bible la date précise de la création. Selon le pasteur anglican James Ussher (vers 1650), la création avait eu lieu le dimanche 23 octobre 4004 av. J.C à midi.

Dans l'antiquité, quelques philosophes grecs, observant les similitudes de forme entre certaines espèces, avaient émis l'idée qu'elles pouvaient être apparentées, qu'elles provenaient de la transformation d'une espèce plus ancienne.

Ainsi, Anaximandre de Milet, au VIe siècle avant J.C., croyait que les animaux terrestres provenaient d'une lente évolution qui avait commencé avec les poissons. Selon lui, même les humains provenaient des animaux.

Mais ces idées paraissaient tellement audacieuses qu'elles furent rapidement oubliées (elles avaient cependant été reprises par Démocrite et Empédocle au Ve siècle. avant J.C.). Pendant plus de 2000 ans, on ne reparlera plus d'évolution.

Les progrès en botanique, en zoologie, en anatomie comparée et surtout la découverte et l'étude des fossiles allaient, au XVIIIe siècle et surtout au XIXe siècle, ramener à la surface les hypothèses oubliées des anciens grecs.

Les fossiles (du latin "creuser") sont des empreintes laissées dans les couches rocheuses sédimentaires par des organismes morts lors de la formation de ces couches.
Les roches sédimentaires se forment par dépôts successifs, au fond d'un cours d'eau (lac ou océan), de fines particules en suspension ou par la précipitation de sels minéraux. Sous l'effet de la forte pression exercée par le poids des couches supérieures qui se sont ajoutées, les particules fusionnent entre elles et forment la roche sédimentaire.
Il peut arriver qu'un organisme mort soit rapidement recouvert de sédiments. Isolé des eaux oxygénées, cet organisme ne se décomposera que très lentement. Au cours de ce lent processus, progressivement, les molécules de l'organisme seront remplacées par des particules minérales. Il se forme ainsi un modèle entièrement minéral de l'organisme mort devenu, par le fait même, un fossile.
Dès 1669, le savant Nicolaus Steno avait remarqué que les couches (ou strates) rocheuses profondes devaient nécessairement être plus anciennes que les couches superficielles. Compte tenu de la lenteur du processus de formation des couches rocheuses, ces strates profondes devaient être très anciennes, beaucoup plus anciennes que les quelques milliers d'années accordées par la Bible à l'âge de la terre.
On constata, au cours des années suivantes, que plus la couche était profonde (donc ancienne), plus les fossiles qu'on y trouvait correspondaient à des structures simples, rudimentaires. Ainsi, dans les couches les plus profondes, on ne retrouve aucune trace de vertébrés (animaux à squelette interne). Puis, à une certaine profondeur, on commence à retrouver des traces de vertébrés aquatiques (poissons) mais aucun vertébré terrestre. Ces derniers ne font leur apparition que dans les couches plus récentes.
De plus, on dut se rendre à l'évidence que la plupart des fossiles découverts ne correspondaient pas à aucune espèce actuelle bien qu'ils y soient souvent apparentés.

Ces faits, difficilement explicables par le créationnisme s'accordaient bien avec une théorie évolutionniste. De plus, une telle théorie s'accorderait bien avec les observations souvent étonnantes faites par les naturalistes. Comment, par exemple, expliquer que la chauve-souris qui vole comme un oiseau puisse autant ressembler par ses structures internes (cœur, poumons, squelette, etc.) à des mammifères comme la vache ou la baleine sinon en supposant qu'elle provient d'un mammifère primitif d'où proviennent tous les autres mammifères.

Actuellement, on estime que la vie serait apparue il y a 3,5 à 4 milliards d'années:

Datation des strates géologiques

La datation peut se faire de façon absolue ou relative.

• Datation absolue (pas toujours possible)

On peut dater certaines roches volcaniques (il faut donc qu'il y ait un dépôt de lave volcanique) en mesurant les proportions de certains isotopes dans la roche.
Ex. Méthode 40Potassium / 40Argon
Le 40Potassium (40K) est un élément instable qui se transforme à un rythme connu en 40Argon (période = 1,26 milliard d'années). Dans une roche contenant du Potassium, il y a toujours une certaine proportion (connue) de ce Potassium qui est du 40K. Ce 40K se transforme en 40Argon avec le temps. Plus la roche est vieille, moins il reste de 40K et plus il y a d' 40Argon. L'Argon est un gaz qui demeure piégé dans le réseau cristallin de la roche. Par contre, si la roche est fondue (lave volcanique), tout l'Argon s'en échappe. L'horloge est en quelque sorte remise à zéro quand la roche se solidifie de nouveau.

• Datation relative

On peut estimer l'âge d'une strate rocheuse en observant les fossiles qui s'y trouvent. Certains organismes qui se fossilisent facilement et qui se sont beaucoup modifiés au cours de l'histoire, sont des aides précieux pour dater les dépôts marins.

Processus de fossilisation

• L'organisme est rapidement recouvert de sédiments.
• Le manque d'oxygène ralentit la décomposition.
• Atome, par atome, les molécules de ce qui reste de l'organisme (généralement le squelette ou autres parties dures) sont remplacées par des sels minéraux.
• Il se forme ainsi un modèle "minéral" des restes de l'organisme.

 

LE LAMARCKISME

Le premier à proposer une théorie explicative du phénomène de l'évolution fut Jean Baptiste de Monet chevalier de Lamarck (1744-1829).
D'après la théorie de Lamarck, publiée en 1809 dans un ouvrage intitulé Philosophie zoologique, les espèces vivantes ont tendance à se modifier, à évoluer en fonction de l'environnement où elles vivent.

Selon Lamarck:

L'environnement peut agir directement en provoquant des modifications physiques chez les individus.
Ainsi, le froid pourra, par exemple, provoquer un épaississement de la fourrure.
L'environnement peut également agir indirectement en imposant à l'être vivant certains comportements qui influenceront le développement de son organisme.
Ainsi, le besoin d'échapper à ses prédateurs imposera à un animal le besoin de fuir et donc d'utiliser plus souvent ses pattes qui, par le fait même, s'allongeront et se renforceront. De même, le non-usage d'un organe en entraînerait l'atrophie.

Usage ⇒ développement
Non-usage ⇒ atrophie

Ces caractéristiques acquises au cours de la vie se transmettront ensuite à la descendance.
L'animal soumis au froid aura une progéniture à la fourrure légèrement plus épaisse, celui qui fuyait les prédateurs donnera naissance à des petits aux pattes un peu plus développées, mieux adaptées à la course.
Ainsi, de génération en génération, certains caractères se renforcent, d'autres disparaissent.
Si un organe est peu utilisé, il s'atrophie puis, au bout de plusieurs générations, des milliers sinon des millions de générations), finit par disparaître.
Selon Lamarck, l'évolution se fait ainsi par l'addition, de génération en génération, d'imperceptibles transformations acquises par les individus sous l'influence de leur milieu de vie.

Bref, "le besoin crée l'organe".

 

Exemple de l'évolution de la girafe selon Lamarck:

Cette théorie évolutive tout de même non dénuée d'une certaine logique fut par la suite complètement réfutée. Il est en effet bien admis aujourd'hui qu'une modification acquise au cours de la vie ne peut se transmettre aux descendants.

 

LE DARWINISME

En 1859, un naturaliste anglais, Charles Darwin (1809-1882) publia un livre qui devait révolutionner la philosophie et la biologie: "De l'origine des espèces par sélection naturelle".

Dans cet ouvrage, Darwin proposait un mécanisme évolutif plus convaincant que celui de Lamarck.
A 22 ans, Darwin s'embarque sur le HMS Beagle, navire de Sa Majesté, dont la mission était de faire le tour du monde afin d'en cartographier de façon précise certaines zones peu connues à l'époque. Darwin profitera du voyage pour récolter le plus de spécimens biologiques possible. C'est au cours de cette expédition qu'il concevra sa théorie et qu'il obtiendra la plupart des données nécessaires pour l'étayer.
Darwin, redoutant l'intense controverse que n'allait pas manquer de soulever la publication de sa théorie, avait décidé de ne faire paraître son livre qu'après sa mort. Cependant, en 1858, il reçut une lettre d'un autre naturaliste Anglais, Alfred Russel Wallace, qui lui faisait part d'une théorie de l'évolution en tout point identique à sa propre théorie. Wallace, sans jamais avoir eu vent des travaux de Darwin, en était arrivé aux mêmes conclusions en ce qui concerne l'évolution. L'année suivante, Darwin publiait son célèbre ouvrage.

La théorie de Darwin-Wallace, encore valable dans ses grandes lignes aujourd'hui peut se résumer en 5 points:

 

1. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle

Ainsi, une morue peut pondre plus de 6 millions d'œufs; si chacun de ces œufs se développait et parvenait à l'état adulte, en quelques générations, l'océan serait rempli de morues.
Un éléphant peut vivre près de 100 ans; sa période de reproduction en dure environ 60. Donc, une femelle peut donner naissance à environ 6 petits au cours de sa vie. Si chacun de ces petits survivait et que le même processus se poursuivait, on obtiendrait, au bout de 750 ans, 19 millions d'éléphants! Pourtant l'éléphant est une des espèces qui a le taux de reproduction le plus bas.

 

 

2. Années après années, les populations demeurent relativement stables. Des facteurs limitants empêchent l’accroissement exponentiel.

Darwin s'était inspiré pour ce point d'un ouvrage de l'économiste Thomas Malthus (1766-1834). Selon Malthus, la population humaine augmente plus vite (croissance exponentielle) que la disponibilité des ressources alimentaires (croissance géométrique). Tôt ou tard, écrivait Malthus, la population mondiale dépassera les ressources disponibles provoquant ainsi des famines catastrophiques.

 

 

3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.

Ex. variation de la taille des individus dans une population:

 

 

4. Si une différence s’avère avantageuse face à l ’environnement de l ’organisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de sur-vivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE

5. Le caractère avantageux a donc tendance à se répandre jusqu’à ce que ceux qui le possèdent surpassent et remplacent ceux qui ne l’ont pas.
Alors que Lamarck prétend que l'environnement agit sur l'espèce, Darwin soutient, lui, que c'est l'espèce qui réagit à l'environnement.

Espèce: ensemble des individus pouvant potentiellement se reproduire entre eux;

Population: ensemble des individus d'une même espèce vivant sur un territoire donné;

Ex.: Version darwinienne de l'évolution de la girafe:

• Girafes se nourrissent des feuilles des arbres.
• Si la nourriture est rare, les plus grands (cou et pattes) ont un net avantage sur les plus petits.
• Les plus grands ont plus de chances de survivre; plus de chances de se reproduire et de transmettre à leurs descendants leur grande taille.
• De génération en génération, il y a une SÉLECTION des plus grands.
• Avec le temps, il y a une tendance à l’allongement du cou et des pattes dans la population.

Donc, selon Darwin, la nature procède à une sélection constante des caractères les plus avantageux pour l'espèce. Les caractéristiques nuisibles ou peu favorables (face à l'environnement) diminuent les chances de survie de l'individu donc ses chances de se reproduire et ainsi de transmettre ces caractéristiques à sa descendance. Inversement, une ou des caractéristiques favorables auront tendance à se répandre puisque les individus les possédant ont plus de chances de survivre donc de se reproduire et ainsi de transmettre à leur descendance ces caractéristiques.