Thème : Parenté entre les êtres vivants actuels et fossiles
Sujet de type I : Exposé organisé des connaissances
(D'après Amérique du Nord - Juin 1998)
Expliquez comment les homologies observées à l'échelle des organismes et des molécules apportent des arguments en faveur de l'évolution des êtres vivants.
Corrigé :
Introduction
L'évolution implique une filiation entre les espèces et donne une parenté d'autant plus étroite que les espèces partagent un ancêtre commun plus récent. Ceci implique que des caractères ancestraux ont pu évoluer différemment chez les descendants d'un ancêtre commun mais qu'il reste possible d'identifier leur origine commune. On parle alors de caractères homologues. Aussi, l'identification de ces caractères constitue un argument en faveur de l'évolution Nous examinerons quelques exemples de ces homologies à l'échelle de l'organisme et à l'échelle moléculaire.
A l'échelle de l'organisme
La comparaison du squelette des membres antérieurs chez tous les vertébrés actuels, comme par exemple les primates, les cétacés, les chauves souris, les oiseaux et les fossiles, comme les dinosaures et les ptérosaures (Reptile volant du Secondaire) montre quelle que soit sa fonction (préhension, nage, marche), le membre antérieur de tous les vertébrés est construit sur le même plan vraisemblablement hérité d'un ancêtre commun. On retrouve les mêmes segments osseux (humérus, radius, cubitus, carpe, métacarpe) affectés de transformations variées conduisant à des fonctions différentes. Il s'agit donc d'organes homologues dérivant de transformations d'un plan de base commun aux Vertébrés tétrapodes.
Selon les évolutions différentes de ce plan de base dans les divers groupes il conduit à différents types de membres, bras, patte, nageoire ou aile, par exemple.
La comparaison du développement embryonnaire montre également des étapes communes à tous les vertébrés, révélatrices d'une origine commune, et des caractéristiques propres aux différents groupes qui rendent compte de leur diversité.
A l'échelle moléculaire
Par référence aux organes homologues, on parle de molécule homologue pour les molécules informatives (acide nucléiques et protéines) présentant des similitudes structurales ou fonctionnelles qui ne peuvent pas être dues au hasard. Ainsi, les hémoglobines des mammifères sont plus proches entre elles que des hémoglobines des autres vertébrés. Plus les espèces sont proches et plus elles ont de molécules en commun et ces molécules communes ont de similitudes séquences. Ceci est interprété comme une conséquence de l'évolution, les gènes et donc les protéines accumulant d'autant plus les mutations que les espèces se sont séparés depuis longtemps.
En outre, il existe des familles de molécules homologues. Ainsi, les globines des vertébrés (myoglobine, chaîne a, b, d, g etc. de l'hémoglobine) sont codés par des gènes appartenant à une famille multi génique. Dans ce cas, l'apparition des différentes globines est attribué à la duplication de gènes qui subissent ensuite une évolution propre les différenciant du gène ancestral car le nombre de chaînes différentes de globines dont chaque groupe possède les gènes est d'autant moins important que la date d'apparition du groupe, connue par les fossiles, est plus ancienne. Le dénombrement des motifs identiques et des motifs différents dans les diverses globines appartenant aux différents groupes de Vertébrés permet d'établir une généalogie compatible avec celles établies sur d'autres bases (anatomie, comparée, embryologie, immunologie, paléontologie).Il en est de même lorsque on analyse d'autres formes de molécules. L'évolution des molécules informatives par accumulation de mutations dans les gènes est un des mécanismes de l'évolution car il crée de la diversité : des modifications dans les gènes peuvent s'accompagner de modifications phénotypiques sur lesquels s'exerce la sélection.
Conclusion:
A quelque niveau d'organisation où l'on se place, ici de la molécule à l'organisme, les homologies ne peuvent s'expliquer que par l'évolution des espèces. Désormais le faisceau d'arguments est tel que l'on considère l'évolution comme un fait. C’est la seule explication scientifique plausible de l'unité et de la diversité du vivant.
