Structures vestigiales Définition
Les structures vestigiales sont diverses cellules, tissus et organes d’un corps qui n’ont plus de fonction. Une structure vestigiale peut apparaître suite à une mutation du génome. Cette mutation va entraîner une modification des protéines nécessaires à la formation de la structure.
Les structures vestigiales expliquées
Bien que la structure ne fonctionne plus, la prévalence de la structure vestigiale peut augmenter dans la population si elle est avantageuse pour la survie ou la reproduction. Chez les poissons cavernicoles, par exemple, le développement et l’entretien des yeux constituent une dépense énergétique inutile en l’absence de lumière. Par conséquent, les yeux vestigiaux peuvent être sélectionnés par rapport aux yeux fonctionnels.
Depuis les premiers jours d’étude de l’anatomie de divers animaux, des structures vestigiales ont été rencontrées et observées chez presque toutes les espèces. Le processus d’évolution est imparfait. Bien que l’évolution cherche constamment à adapter parfaitement les organismes aux conditions présentes, elle ne peut travailler qu’avec ce qui lui est donné. Par conséquent, chaque fois qu’une population change de milieu ou que l’environnement change, des adaptations doivent être réalisées. Chez de nombreux organismes, les structures vestigiales sont le résultat d’un changement évolutif important qui a fait qu’une structure auparavant fonctionnelle est devenue encombrante et inutile.
Vestigiale signifie à elle seule manquer de fonction ou d’utilisation et peut s’appliquer aux comportements, aux voies chimiques et à d’autres aspects de l’existence d’un organisme qui ne sont pas directement physiques. Cependant, ces aspects inutiles sont également contrôlés par le génome et sont devenus vestigiaux à cause d’une mutation ou d’un changement dans l’environnement. La mutation, bien qu’avantageuse pour la population, n’a pas supprimé entièrement un trait ou un comportement. C’est pourquoi les structures, les comportements et les voies vestigiales sont toujours présents.
Exemples de structures vestigiales
Structures vestigiales chez les mouches à fruits
L’organisme de laboratoire commun Drosophila melanogaster (la mouche à fruits) a été l’un des premiers à voir son petit génome cartographié. Au cours de la cartographie du génome, les scientifiques ont découvert de nombreux gènes qui, s’ils étaient inactivés, provoqueraient des mutations vestigiales chez les mouches à fruits. Des centaines de mutations ont été trouvées qui pouvaient produire des structures vestigiales. Les ailes, les yeux, les pieds et de nombreux organes pouvaient devenir vestigiaux par la désactivation de différents gènes. En utilisant ces mouches comme modèle, les scientifiques ont pu montrer précisément et clairement comment des structures vestigiales peuvent apparaître par simple reproduction sexuelle, et comment ces structures vestigiales pouvaient devenir fréquentes dans une population.
Des populations de mouches à fruits ont été développées pour avoir différentes structures vestigiales à des fins différentes. Les mouches avec des ailes vestigiales sont élevées et utilisées comme insectes nourriciers pour les grenouilles de compagnie. Comme l’homme fournit un environnement riche en nourriture et sans prédateur, les mouches peuvent encore se développer et se reproduire. Lorsqu’il est temps de nourrir les grenouilles de compagnie, les mouches peuvent être facilement extraites de leur tube de culture. Sans ailes, les mouches ne peuvent pas s’envoler ou s’échapper de l’enclos de la grenouille. Dans d’autres cas, les scientifiques peuvent vouloir tester les organes sensoriels des mouches. En produisant des mouches avec des yeux vestigiaux, par exemple, les autres sens peuvent être testés sans que la variable de la vue soit ajoutée.
Les membres vestigiaux
Avant l’époque des fossiles, des rayons X et des analyses ADN, on a longtemps supposé que les serpents avaient donné naissance aux lézards, et non l’inverse. Lorsque les scientifiques ont commencé à observer réellement l’anatomie des serpents, ils ont commencé à réaliser que de nombreux serpents ont encore des structures vestigiales là où les membres d’un lézard auraient été. D’autres structures vestigiales chez les serpents, comme un poumon vestigial, étaient également la preuve que les serpents ont évolué à partir d’un ancêtre qui utilisait deux poumons et marchait avec 4 membres. Ceci, couplé à un registre fossile qui montrait un déclin de la taille des membres menant aux serpents et à des preuves ADN de plus en plus nombreuses, a révélé que le contraire était vrai : les serpents venaient des lézards et non l’inverse.
La perte des membres est également observée chez les baleines. Les ancêtres des baleines étaient des organismes un peu comme les hippopotames, qui se déplaçaient lentement dans l’eau. Dans l’eau, les membres créent une traînée et rendent la nage moins efficace. Lentement, les membres antérieurs ont été remplacés par des nageoires, et les membres postérieurs ont été entièrement perdus. Cependant, le squelette d’une baleine révèle un ensemble d’os, non attachés au squelette principal, à l’endroit où se trouvaient les membres postérieurs. Ces os ne quittent pas le corps et semblent ne fournir qu’un soutien mineur aux muscles. Ces structures vestigiales sont un indice que, comme les serpents, les baleines sont issues d’un ancêtre à 4 pattes.
Structures vestigiales chez les humains
Les humains ont un large éventail de traits qui sont considérés comme des structures vestigiales. L’un des plus évidents est le coccyx, ou os de la queue. Le coccyx est une petite série de vertèbres fusionnées qui existent à la base du bassin. Chez nos ancêtres, il formait probablement une grande queue préhensile, capable d’attraper des branches. Au fur et à mesure de notre évolution vers la bipédie, nous avons passé moins de temps dans les arbres et plus de temps à marcher et à nous asseoir sur le sol. Comme on le voit dans la transition des singes aux grands singes, la perte d’une queue représente un mode de vie moins arboricole, ou basé sur les arbres.
Si vous vous êtes déjà fait enlever vos dents de sagesse, vous savez que les structures vestigiales peuvent être plus qu’inutiles. Dans le cas des dents de sagesse, le crâne humain a rétréci au fil de notre évolution. Cela s’explique en partie par le fait que notre alimentation est devenue beaucoup plus molle et plus facile à mâcher parce que nous cuisons ou transformons nos aliments. Alors que notre mâchoire est devenue plus petite, la dernière dent de la mâchoire n’a pas été perdue. Chez la plupart des gens, cette dent provoquera des douleurs lorsqu’elle entrera et pourra déformer les autres dents de la mâchoire.
Avez-vous déjà eu la chair de poule lorsque vous avez froid ? Lorsque cela se produit, de petits muscles vestigiaux situés à la base de vos follicules pileux tirent les poils pour qu’ils se dressent vers le haut. Chez nos ancêtres, cela créait un pelage beaucoup plus pelucheux et épais, qui pouvait retenir plus d’air. Le pelage d’un animal fonctionne en emprisonnant l’air et en le réchauffant. L’homme a perdu son pelage mais a conservé les muscles qui permettent aux poils de se dresser. Les voies qui permettent aux poils de se dresser peuvent également être considérées comme vestigiales. S’ils nous aident à savoir que nous avons froid, ils ne contribuent certainement pas à nous réchauffer.