Théorie synthétique de l'évolution

La théorie synthétique de l'évolution explique le changement d'espèce, y compris les transformations de plan ( macroévolution ), depuis 1950. C'est l'extension cohérente des théories classiques de l' évolution de Charles Darwin et Alfred Russel Wallace , prolongées par August Weismann , grâce à la connaissance combinée de génétique , biologie des populations , paléontologie , zoologie , botanique et systématique . Dans l'ouvrage de Darwin L'origine des espèces (1859 ; 6e édition 1872), ces découvertes, qui n'ont été découvertes ou développées qu'après sa mort, initialement grâce aux recherches de Weismann, manquaient. Jusqu'à la synthèse, ces disciplines étaient séparées les unes des autres.

La théorie synthétique de l'évolution est parfois confondue avec le « néo-darwinisme ». Le zoologiste August Weismann (1834-1914) a fourni les concepts de la théorie néo-darwinienne, que les biologistes évolutionnistes ont développé au 20e siècle. La théorie de l'évolution synthétique a été établie pour la première fois en 1937 par Theodosius Dobzhansky et en 1942 par Ernst Mayr et Julian Huxley . La théorie synthétique de l'évolution biologique est constamment complétée par de nouveaux résultats de recherche.

Fondements de Darwin et Wallace

Les théories de Darwin et Wallace suggèrent que l' évolution est un processus lent et à long terme de changement d'organismes, la sélection naturelle étant reconnue comme un « moteur » critique de la transformation des espèces. Les individus d'une population diffèrent par des caractéristiques héréditaires. Grâce à la sélection naturelle dirigée , les changements qui adaptent mieux leurs porteurs à un nouvel environnement sont plus fréquemment transmis à la génération suivante, de sorte qu'ils dominent alors la population.

Plus précisément, les théories de Darwin et Wallace consistent en les observations et conclusions suivantes, qui ont été largement intégrées dans la théorie synthétique :

  • Toutes les espèces descendent aujourd'hui d'ancêtres communs. Darwin et Wallace n'ont fait aucune déclaration quant à savoir si la vie a un seul ancêtre ou plusieurs.
  • La théorie du gradualisme , c'est-à-dire les plus petites variations de l'hérédité.
  • Le constat de la croissance limitée de l'offre alimentaire ou des ressources alimentaires limitées prises en charge par Thomas Malthus ainsi qu'entre autres. de Malthus :
  • L'observation que chaque individu (paire) produit plus de progéniture qu'il ne peut en survivre, et que la taille des populations reste stable à long terme.
  • La conclusion que la sélection naturelle est la force motrice de l'évolution. La survie des individus dans le processus de sélection dépend de la qualité héréditaire de leur adaptation à l'environnement.
  • La fermeture de la conclusion de la survie du plus apte ( survie du plus apte ). Les mieux adaptés d'une espèce survivent statistiquement plus souvent, ils ont un nombre plus élevé de descendants reproducteurs, c'est-à-dire que leur capacité à transmettre leurs propres gènes à la génération suivante est meilleure que celle de leurs concurrents.

La génétique après la mort de Darwin

Darwin ne connaissait pas l' essai de Gregor Mendel de 1866. Il n'a été redécouvert qu'en 1900. Les premières découvertes dans le domaine de la génétique , en particulier les règles d'hérédité de Mendel, ont révélé des mécanismes de génération de variabilité génétique. En 1892, Weismann réfuta la thèse de Lamarck sur l' hérédité des traits acquis, que Darwin (mais pas Wallace) avait acceptée. Jusqu'en 1927, cependant, il y avait encore un désaccord quant à savoir si les caractéristiques décrites par Mendel, que Wilhelm Johannsen appelait Gene en 1909 , représentaient une unité physique ou théorique.

L'américain Thomas Hunt Morgan a apporté d'importantes contributions à l'établissement de la génétique et donc à la fondation de la synthèse . Il a pu prouver la structure des chromosomes chez la mouche des fruits ( Drosophila ) et démontrer comment les gènes sont disposés sur les chromosomes. Bien sûr, il ne savait toujours pas ce que sont les gènes chimiquement.

Base génétique de la population et déclarations clés

L'évolution est définie au niveau génétique de la population comme le changement des fréquences des gènes dans une communauté reproductrice. La fréquence des gènes détermine la fréquence des caractéristiques associées. Si un changement affecte l'ensemble de l' espèce , on parle d' anagenèse ; s'il est limité à une sous-population, une sous - espèce se forme et, à terme, une formation d'espèce par scission peut en résulter ( cladogénèse ). L' isolement reproductif décrit par Ernst Mayr est une condition de base de la cladogenèse par spéciation allopatrique , sinon il s'agit d'une spéciation sympatrique (commune chez les plantes, rare chez les animaux). La théorie synthétique comprend, entre autres. les énoncés suivants de la biologie évolutive :

  • Le flux d'informations pour les changements évolutifs va toujours des gènes aux traits , jamais l'inverse.
  • La direction des changements est déterminée par quatre facteurs d' évolution :
  • L'émergence d'innovations évolutives, de nouveaux schémas directeurs et de différences systématiques au-dessus du niveau de l'espèce (également appelée macroévolution ) ne diffère que progressivement des changements au niveau de la population (également appelée microévolution ); les mécanismes évolutifs sous-jacents sont les mêmes.

Il faut souligner que seuls les gènes sont responsables des changements évolutifs, les gènes des individus forment la base de leur sélection, le phénotype étant la « cible » de la sélection. Dans une étape d'abstraction, les gènes de tous les individus d'une population sont « comparés ». Différentes variantes du même gène chez différents individus d'une espèce sont appelées allèles ; elles sont à la base des différentes caractéristiques du phénotype. Les différences héréditaires entre les individus sont dues à des allèles différents, et dans de rares cas exceptionnels également à des gènes différents. La génétique au niveau d'un organisme individuel passe au second plan par rapport aux changements dans le pool génétique de l'ensemble de la population (c'est-à-dire la communauté reproductive).

Les traits caractéristiques de la théorie synthétique sont donc :

  • Concept de population et centrisme des gènes
  • Gradualisme
  • orientation externaliste vers la sélection dirigée
  • Adaptationnisme
  • Dominance de la population

La théorie synthétique contre Darwin / Wallace

La théorie synthétique est considérée comme monocausale par rapport à l'enseignement de Darwin. Alors que cette théorie des années 1940 appliquait rigoureusement le mécanisme d'action mutation/recombinaison-sélection-adaptation, Darwin permettait des perspectives supplémentaires, même s'il ne pouvait les expliquer qu'insuffisamment. Darwin, comme Lamarck , supposait que les facteurs environnementaux peuvent affecter l'hérédité. Darwin a également ajouté un point d'interrogation à la réalisation ultérieure que la sélection naturelle ne peut fonctionner qu'au niveau de l'individu. Wallace Arthur résume la comparaison entre « Synthesis » et les théories de Darwin comme suit : « La synthèse est complètement différente du merveilleux livre de Darwin. Son pluralisme a été perdu, la sélection naturelle l'a emporté. » Il faut riposter que ce n'est que par la synthèse de Dobzhansky et al. Des disciplines scientifiques ont été ajoutées, telles que B. les facteurs de dérive génétique et de recombinaison sexuelle , qui n'étaient pas encore connus du vivant de Darwin.

Fondateur dans les années 30 et 40

Les chercheurs nommés ici par ordre alphabétique ont apporté d'importantes contributions à la théorie synthétique de leurs diverses disciplines sur la base mentionnée ci-dessus (Darwin-Wallace-Weismann-Mendel). À partir de ces éléments, la théorie des années 1940 a été formée, qui a donné son nom à l'époque en 1942 avec le livre de Julian Huxley "Evolution - The Modern Synthesis". On ne peut pas parler d'une « synthèse » cohérente en termes de théorie des sciences, mais plutôt d'une structure théorique congruente qui se complète dans ses parties. Le cœur de ce bâtiment théorique est la théorie de la sélection de Darwin et Wallace et le cadre mathématique et statistique de la génétique des populations.

scientifique origine né-mort Domaine d'expertise Contribution et travail principal
Théodose Dobjansky Union soviétique 1923Union soviétique SU / États - Unis
États-Unis 48États Unis  		1900-1975 Zoologie , génétique Premier architecte de synthèse. Génétique des populations de la mouche des fruits Drosophila ; Pré-adaptation . Ouvrage majeur d'époque : Génétique et origine des espèces (1937)
Ronald Aylmer Fisher Royaume-UniRoyaume-Uni FR 1890-1962 Mathématiques , statistiques Vous avez les bases de la génétique des populations . Il a mis les théories de l'évolution sur une base statistique de population. Mainuvre principale : La théorie génétique de la sélection naturelle (1930)
JBS Haldane Royaume-UniRoyaume-Uni FR 1892-1964 Biochimie , génétique , psychologie Retracé des parties de la génétique des populations jusqu'aux règles de Mendel et a montré leur compatibilité avec Darwin. uvre principale : Les causes de l'évolution (1932)
Thomas Hunt Morgan États-Unis 48États Unis Etats-Unis 1866-1945 zoologie Au cours de la recherche sur la drosophile a découvert que les gènes sont sur les chromosomes. Prix ​​Nobel de médecine (1933)
Julien Huxley Royaume-UniRoyaume-Uni FR 1887-1975 Zoologie , génétique Relation entre les théories de l'évolution et la génétique dans le livre : Evolution : The Modern Synthesis (1942) ; Contributions à la philosophie des sciences naturelles dans le livre Religion Without Revelation .
Ernst Mayr Deutsches ReichDeutsches Reich D / États - Unis
États-Unis 48États Unis  		1904-2005 Zoologie , biogéographie , systématique Le plus célèbre architecte de synthèse. Ouvrage principal : Systématique et origine des espèces (1942). Définition de l'espèce biologique en tant que communauté reproductrice ; Formation d'espèces par isolement géographique et reproductif ( spéciation allopatrique ). Plus de 700 publications scientifiques.
Bernhard Rensch Deutsches ReichDeutsches Reich RÉ. 1900-1990 Zoologie , biologie comportementale , philosophie Hauptwerk : Le principe des cercles raciaux géographiques et le problème de la spéciation (1928)
George Gaylord Simpson États-Unis 48États Unis Etats-Unis 1902-1984 paléontologie Concept de macroévolution, le changement rapide d'une population en déséquilibre avec son environnement vers un nouvel équilibre. workuvre principale : Tempo et Mode en Évolution (1944). En outre : Méthodes statistiques pour l'étude de la migration intercontinentale des premiers mammifères.
G. Ledyard Stebbins États-Unis 48États Unis Etats-Unis 1906-2000 Botanique , génétique Représentant le plus important du côté botanique. uvre principale : Variation et évolution des plantes (1950)
Sewall Wright États-Unis 48États Unis Etats-Unis 1889-1988 Biologie théorique , génétique Bases de la génétique des populations ; Dérive des gènes et paysage adaptatif. Dérive génétique (petites populations) comme facteur d'évolution supplémentaire en plus de la sélection et de la recombinaison sexuelle .

Connaissances en biologie moléculaire depuis 1950

Même avant l'ère de la biologie moléculaire, il convient de mentionner des découvertes clés qui confirment la génétique comme pilier central de la synthèse. En 1943, l' expérience Luria-Delbrück étaya empiriquement l'hypothèse, à l'aide de souches bactériennes, que les mutations peuvent être comprises comme aléatoires dans le sens où elles ne sont pas une réaction aux changements environnementaux. En 1952, l' expérience Hershey-Chase a montré que l'information génétique est codée dans l' ADN et non dans les protéines . En raison des progrès des connaissances en biologie, mais aussi dans d'autres branches de la science, comme le développement de nouvelles technologies d'observation et expérimentales ( microscope électronique , électrophorèse sur gel ), la biologie évolutive est constamment confirmée et élargie. La découverte la plus importante des années 1950 pour étayer les théories évolutionnistes a été la clarification de la structure de l' ADN par Rosalind Franklin , James Watson et Francis Crick , mais aussi le décodage du code génétique par Marshall Warren Nirenberg et Heinrich Matthaei à partir de 1961. base des processus génétiques et donc la connaissance des mécanismes d'évolution au niveau moléculaire. Il a été reconnu qu'en plus de la mutation ponctuelle des gènes, le nombre, la disposition et la composition des gènes dans les chromosomes jouent également un rôle dans la variation génétique. L'importance des segments d'ADN non codants, les introns , fait l'objet de recherches intensives. On commence seulement à comprendre quelle influence les niveaux épigénétiques (noyau cellulaire, cellule, agrégats cellulaires) ont sur le phénotype ( théorie des systèmes de l'évolution et biologie du développement évolutif ).

Critique de la synthèse et des extensions

Dans les années 1950, le biologiste britannique CH Waddington a appelé à un élargissement de la synthèse sur la base de ses travaux sur l' épigénétique et l'assimilation génétique .

Des doutes sur l'adaptation de l'espèce sont nés de la théorie neutre de l'évolution moléculaire du japonais Motoo Kimura à la fin des années 1960. Selon sa théorie, la plupart des mutations génétiques ne sont ni mortelles ni bénéfiques pour la forme physique. Ils ne jouent donc aucun rôle dans l'adaptation des espèces. Il s'ensuit que des événements aléatoires tels que la dérive génétique jouent un rôle bien plus important dans l'évolution de l'information génétique que les changements induits par la sélection.

Dans les années 1980, les paléontologues américains Stephen Jay Gould et Niles Eldredge ont plaidé en faveur d'une synthèse élargie. Cette demande a été justifiée par l'idée de ponctualité , une explication des taux de changement discontinus et des sauts dans les rangées de fossiles, ainsi que l'observation que de grands changements évolutifs se forment dans la sélection des espèces. En fin de compte, la sélection naturelle fonctionne à différents niveaux, des gènes à l'organisme dans l'espèce entière.

À partir des années 1990, les résultats de la recherche de la nouvelle discipline de la biologie du développement évolutif ont soulevé des voix appelant à ce que le développement embryonnaire avec ses processus et mécanismes de changement soit un élément central de la théorie de l'évolution. Le travail le plus approfondi à ce sujet vient de l'Américaine Mary Jane West-Eberhard . Il appelle à un nouveau cadre pour une théorie unifiée de l'évolution qui considère le développement, l'environnement et la plasticité comme les facteurs causatifs de l'évolution.

Voir aussi synthèse étendue (théorie de l'évolution) .

À propos des termes darwinisme et néo-darwinisme

Le terme darwinisme a été rendu populaire en 1889 par Alfred Russel Wallace (1823-1913) pour la théorie de l'évolution développée par Charles Darwin. Le nom de néo-darwinisme remonte à George Romanes (1848-1895). Il l'a utilisé pour décrire la théorie de la sélection de Darwin, que Weismann a libérée de tous les éléments lamarckiens.

Le neutre terme des théories de l' évolution est l'opinion de nombreux biologistes , a déclaré aujourd'hui par négatives des associations chargées mot néo-darwinisme préférable (Thèse système 1900): D'une part donne la terminaison isme semble dogmatique immobilité, d'autre part , était le développement parallèle Le « darwinisme » au darwinisme social , qui a été utilisé pour justifier le racisme , a discrédité la désignation de darwinisme et donc aussi de néo-darwinisme ; de plus, les réalisations de Wallace sont ignorées dans cette terminologie (→ biologie évolutive ). Cependant, certains courants plus récents de la biologie évolutive se délimitent délibérément du courant dominant « néo-darwinien ».

Littérature

A débuté
  • Ernst Mayr : Qu'est - ce que l'évolution. Basic Books, New York 2001. (Allemand : Ernst Mayr : Das ist Evolution. C. Bertelsmann, Munich 2003, ISBN 3-570-12013-9 .)
  • Ulrich Kutschera : Évolution des faits. Ce que Darwin ne pouvait pas savoir. 3. Édition. Deutscher Taschenbuch Verlag, Munich 2010.
  • Richard Dawkins : Sommet de l'improbable - Miracles de l'évolution. (Orig. : Escalade du Mont Improbable ). Rowohlt, Reinbek près de Hambourg 1999.
approfondissement
  • Jürgen Haffner : Ornithologie, évolution et philosophie. La vie et la science d'Ernst Mayr 1904-2005. Springer-Verlag, Heidelberg / Berlin 2007.
  • Julian Huxley : Evolution - La synthèse moderne. Avec une préface de M. Pigliucci et G. Müller. MIT Press, Cambridge 2010.
  • Thomas Junker : La deuxième révolution darwinienne. Histoire du darwinisme synthétique en Allemagne de 1924 à 1950. Basilisken-Presse, Marburg 2004.
  • Ulrich Kutschera : Biologie évolutive. 4e édition. Maison d'édition Eugen Ulmer, Stuttgart 2015.
Extension de la synthèse et des attitudes critiques
  • William Arthur : Embryons biaisés et évolution. Cambridge University Press, Cambridge 2004.
  • Sean B. Carroll : Evo-Devo - La nouvelle image de l'évolution. Berlin 2008. (Origine 2006). (Formes sans fin les plus belles)
  • Dupré, John : L'héritage de Darwin. (= Taschenbuch Wissenschaft. N° 1904). Suhrkamp, ​​Francfort 2009.
  • Scott F. Gilbert, David Epel : Biologie du développement écologique. Intégrer l'épigénétique, la médecine et l'évolution. Sinauer Ass. États-Unis, 2009.
  • Stephen Jay Gould : Illusion Progress Les multiples chemins de l'évolution. (Orig. : Full House - The Spread Excellence from Plate to Darwin. New York 1996). Fischer TB, 1999.
  • Eva Jablonka , Marion J. Lamb, Anna Zeligowski : Evolution en quatre dimensions : variation génétique, épigénétique, comportementale et symbolique dans l'histoire de la vie. (= Life and Mind: Philosophical Issues in Biology and Psychology ). Livres Bradford, Cambridge, Massachusetts (États-Unis), MIT Press, 2014, ISBN 978-0-262-52584-8 .
  • Marc Kirschner , John C. Gerhart : La solution au dilemme de Darwin - Comment l'évolution crée la vie complexe. (Orig. La plausibilité de la vie. 2005). Rowohlt, 2007.
  • Ulrich Kutschera : De l'échelle naturae à l'arbre de vie symbiogénétique et dynamique. Dans : Biologie Direct. 6, 2011, p. 1-20.
  • Sandra Mitchell : Complexités - Pourquoi nous commençons tout juste à comprendre le monde. Edition Unseld, Suhrkamp, ​​Francfort 2008.
  • Massimo Pigliucci , Gerd B. Müller (Ed.): Evolution - The Extended Synthesis. MIT Press, Cambridge 2010.
  • David Sloan Wilson : L' évolution pour tous : comment la théorie de Darwin peut changer notre façon de penser notre vie. Delacorte Press, New York 2007.
  • Mary Jane West-Eberhard : Plasticité du développement et évolution. Presses universitaires, Oxford 2003.
  • Commentaire de NATURE : La théorie évolutionniste a-t - elle besoin d'être repensée. Dans : Nature. 514, 9 octobre 2014.

liens web

Preuve individuelle

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