Les pinsons de Darwin

Les oiseaux peuvent aussi  parfois être à l’origine d’immenses découvertes . Les pinsons de Darwin font partie de ceux-là.

Le voyage du Beagle

L’histoire débute au cours de l’année1831. Darwin a alors 22 ans. Il vient d’embarquer sur le voilier Beagle pour une expédition scientifique. Celle-ci a pour mission de cartographier les côtes de la Patagonie et de la Terre de Feu et de relever les plans des côtes du Chili, du Pérou, et de quelques îles du pacifique. Darwin y est invité par le commandant Robert FitzRoyqui recherche un compagnon de bord avec qui il pourra échanger. Encore étudiant, Darwin a d’abord suivi des études de médecine avant de se diriger vers la botanique et l’entomologie.  

Fasciné par les récits du naturaliste et explorateur Alexandre von Humboldt, qu’il admire, Darwin rêve de partir à l’aventure.  Il  prépare depuis quelque temps  un voyage vers  les iles Canaries quand un de ces amis (Henslow)  lui écrit pour lui dire qu’un  capitaine de la royale Navy cherche un naturaliste bénévole pour l’accompagner. La proposition du Beagle balaye son propre projet. Partir à l’autre bout du monde sur un deux-mâts de 28 mètres  pendant plusieurs années est une proposition impossible à refuser.

« Déterminant pour toute ma carrière, écrit-il dans son autobiographie, le voyage du Beagle fut de loin l’évènement le plus important de ma vie.

Le départ

Le départ est reporté plusieurs fois. Le voilier quitte finalement le port de Devonport, en Angleterre, le 27 décembre 1831 avec soixante-quatre personnes à bord. En plus de l’équipage, on y trouve un artiste, un médecin, un fabricant d’instruments, des domestiques, un missionnaire de 20 ans et trois indigènes. Ces derniers, ramenés de la Terre de Feu lors d’un voyage précédent, sont maintenant renvoyés dans leur pays après avoir été instruits pour participer à l’évangélisation de leurs peuplades.

Le Beagle au large des Galapagos Domaine public

Les observations scientifiques

Lors de cette expédition, Darwin collecte un grand nombre d’informations. Il descend à terre à chaque escale et explore le pays à cheval ou à pied. Il traverse les plaines, escalade les montagnes, franchit les rivières et collecte des spécimens de poissons, d’insectes, de papillons, d’oiseaux ou de reptiles. Il fait de même avec la flore et réalise de nombreux relevés géologiques. Son objectif est de rendre compte le plus fidèlement possible de la biodiversité du lieu. À chaque nouvel arrêt, il descend du bateau et  note tout ce qu’il voit.

Darwin en plein travail aux Galapagos

Il regrettait  de ne pas savoir dessiner pour faire des croquis  sur le vif . A l’époque l’appareil photo n’existe pas et seul le dessin ou la peinture  permettent de montrer à quoi ressemble vraiment la nature. Un certain nombre de naturalistes sont aussi d’excellents  dessinateurs.

Il parle de ses  collection d’animaux :
-« Comme j’étais incapable de dessiner , et que mes connaissances anatomiques étaient insuffisantes, une grande partie des manuscrits amassés au cours de ce voyage s’est révélée pratiquement inutile. « 

L’autocritique est sévère, car certaines de ses découvertes sont très importantes.   À Punta Alta , en Argentine,  il découvre un ossuaire de mammifères terrestres fossiles de grandes tailles. On y trouve notamment des crânes de Mégathérium des os de Magalonyx et un squelette presque complet de Scelidotherium.

Squelette de Mégathérium (museum d’histoire naturelle , Paris Domaine public

Passionné par la géologie ,il réalise que  les atolls coralliens  se forment sur des cônes volcaniques en cours de submersion.  Il confirmera sa théorie  après sa visite dans les îles Cocos . Au chili il remarque également des bancs de moules mortes  au-dessus du niveau de la pleine mer et en tire la conclusion que le niveau de la terre a été récemment surélevé .

Dans les Andes, à 2100 mètres d’altitude, il rencontre une forêt pétrifiée dans un escarpement de grès.  La pétrification étant un phénomène qui se produit quand le bois est enterré sous une couche de sédiments ,Darwin en conclut que le paysage est forcément  passé par plusieurs étapes :

1 croissance :Les arbres naissent et ont grandissent au bord d’une plage du pacifique. 

2) Effondrement : La terre sur laquelle ils vivaient s’effondre et enseveli la forêt.

3) Pétrification : Ils  passe une très longue période sous des sédiments pour que la pétrification puisse avoir lieu.

4)  Exhaussement :Des  forces géologiques importantes soulève finalement  l’endroit et amène ses arbres à plus de 2000 mètres d’altitude. Autre fait marquant qui compte énormément lorsqu’il met au point sa théorie de l’évolution : sa rencontre avec les habitants de la Terre de Feu (les Fuégiens). Elle lui fait prendre conscience que les humains évoluent au fil du temps et que tous sont partis d’un état bien plus primitif.

Autre fait marquant qui compte énormément lorsqu’il met au point sa théorie de l’évolution : sa rencontre avec les habitants de la Terre de Feu (les Fuégiens). Elle lui fait prendre conscience que les humains évoluent au fil du temps et que tous sont partis d’un état bien plus

Domaine public

En plus de ses notes, Darwin ramène de son voyage un matériel impressionnant. En premier lieu, 770 pages de journal ,1836 pages de notes sur la géologie et 368 feuillets sur la zoologie.

Il collecte aussi « 1529 échantillons d’espèces conservés dans l’alcool*  , 3907 peaux , os et exemplaires conservés à sec, ainsi qu’ une tortue des Galapagos vivante  .

Les pinsons des îles

Darwin ne le sait pas encore, mais l’une de ses observations va devenir l’illustration parfaite de son concept magistral : l’évolution des espèces.

En septembre 1835, le Beagle arrive aux Galápagos. Alors qu’il était en train de recenser la riche faune du lieu, Darwin remarque que treize espèces de pinsons vivent sur les îles.

Ne les identifiant pas encore bien, il les nomme « moineaux » dans son journal.

« les oiseaux de terre forment un groupe très singulier  de moineaux ressemblant les uns aux autres. »*

(Voyage d’un naturaliste autour du monde)

Il est frappé par la ressemblance de ces oiseaux entre eux, mais surtout par la diversité de leurs becs. Si tous possèdent à peu près le même corps, chaque espèce arbore un bec parfaitement adapté à sa nourriture.

Darwin comprend peu à peu que ces oiseaux n’existent nulle part ailleurs : il se trouve face à une seule et même espèce originelle qui a muté et s’est diversifiée en fonction des ressources alimentaires disponibles sur chaque îlot.

Domaine public

Le Géospize à gros bec possède, comme son nom l’indique, un bec puissant qui lui permet de casser des noyaux très durs.

À l’inverse, le Géospize fuligineux est doté d’un bec court et délicat, idéal pour les graines plus molles dont il se nourrit.

On trouve aussi le Géospize des cactus, dont le bec effilé permet de consommer la chair des cactus sans se piquer.

Le Pinson de Cocos, qui vit seul sur son île éponyme, présente un bec long et fin. Cet oiseau possède d’ailleurs une particularité étonnante : son mode d’alimentation peut varier radicalement d’un individu à l’autre.

L’espèce la plus remarquable reste sans doute celle qui utilise des outils. C’est le cas du Géospize pique-bois (Camarhynchus pallidus). Il se sert d’une courte brindille, ou même d’une épine de cactus, pour extraire les larves des branches mortes ou débusquer les insectes dissimulés sous l’écorce.

Darwin pressent déjà ce qu’il y a là quelque chose d’intéressant. S’il ne parle pas encore de « sélection naturelle », il a déjà remarqué la variation des espèces.  Il  lui faut pourtant attendre son retour en Angleterre et ses discussions  avec l’ornithologue John Gould pour que son intuition prennent une certaine ampleur. Gould  lui confirme  en effet que ces pinsons sont différents de leurs cousins sud-américains et que chaque ile abrite une espèce distincte.

Darwin écrira plus tard dans ses mémoires.

« Un groupe très singulier de pinsons se ressemblant par la conformation de leur bec, par leur courte queue , par la forme de leurs corps et par leur plumage Il y a en a treize espèces que Monsieur Gould a divisées entre quatre sous-groupes. Toutes ces espèces sont particulières à cet archipel. […] Le fait le plus curieux est la parfaite gradation de la grosseur des becs chez les différentes espèces[…]  

Quand on considère cette gradation et cette diversité de conformation dans un petit groupe d’oiseaux très voisins, on, pourrait imaginer qu’en vertu d’une pauvreté originelle d’oiseaux dans cet archipel une seule espèce s’est modifiée pour atteindre des buts différents. » 

Certains spécialistes considèrent aujourd’hui que les pinsons des Galapagos sont à l’origine de la théorie de l’évolution et que Darwin identifia immédiatement les éléments qui pouvaient alimenter sa thèse de l’origine des espèces qui sera publiée 25 ans plus tard.

D’autres, au contraire, pensent que Darwin n’a pas du tout saisi sur le moment l’importance de ces observations et qu’il trouva ses variations intéressantes sans en percevoir véritablement l’importance.

N’étant pas moi même un , Je laisse chacun se faire son avis sur le sujet.

Il n’en reste pas moins  que l’on ne peut être qu’admiratif face à la puissance d’observation du jeune Darwin. Il n’avait que 25 ans au moment des faits et percevait pourtant le monde avec une acuité que nous sommes très nombreux à lui envier .

Retour en Angleterre

Le voyage qui devait durer au départ 2 ans a finalement duré 5 ans. À son retour, le 2 octobre 1836,  Darwin découvre qu’il était devenu célèbre.  Son ami Henslow avait en effet communiqué les fossiles et les notes que Darwin lui envoyait régulièrement à des naturalistes connus.  

Il est très bien reçu par les milieux scientifiques qui sont très curieux de ses découvertes. Voyant l’intérêt suscité par les travaux de son fils, le père de Darwin rassemble les fonds nécessaires pour lui permettre de se consacrer entièrement à ses recherches. Celui que les marins du Beagle surnommaient le « philosophe » peut désormais travailler sans se soucier du lendemain.

Les pinsons de Darwin

Les pinsons de Darwin font partie de l’ordre des passereaux .  Longtemps classés parmi les Emberizidés, ils sont désormais rattachés à la famille des Thraupidés. En réalité, ils sont plus proches des tangaras que des véritables pinsons (Fringillidés).

Les pinsons de Darwin ont depuis été étudiés par de nombreux ornithologues.  Selon eux, ils auraient un seul et même ancêtre commun, le Sporophile commun (tiaris obscura), qui vivait dans le sud de l’Amérique du Nord à hauteur des iles Galápagos . Quelques individus auraient parcouru les 1 000 kilomètres séparant le continent des îles. Par dérive génétique et sélection naturelle, cette souche unique a produit plusieurs espèces distinctes :

La classification des 14 espèces

La classification des 14 espèces

Historiquement, on dénombre 14 espèces de pinsons (13 aux Galápagos et une sur l’île Cocos). Elles sont réparties en quatre genres principaux :

1. Le genre Geospiza (Pinsons terrestres)

Ce groupe se nourrit principalement de graines au sol ou de fleurs de cactus.

• Geospiza magnirostris : Géospize à gros bec.
• Geospiza fortis : Géospize à bec moyen.
• Geospiza difficilis : Géospize à bec pointu.
• Geospiza conirostris : Géospize à bec conique.
• Geospiza scandens : Géospize des cactus.
• Geospiza fuliginosa : Géospize fuligineux.

2. Le genre Camarhynchus (Pinsons arboricoles)

Ces oiseaux vivent essentiellement dans les arbres et consomment souvent des insectes ou des bourgeons.

• Camarhynchus crassirostris : Géospize crassirostre.
• Camarhynchus psittacula : Géospize psittacin.
• Camarhynchus heliobates : Géospize des mangroves (l’un des plus rares).
• Camarhynchus pauper : Géospize modeste.
• Camarhynchus parvulus : Géospize minuscule.
• Camarhynchus pallidus : Géospize pique-bois (le célèbre utilisateur d’outils).

3. Le genre Certhidea (Pinsons-fauvettes)

Ce genre se distingue par des becs fins, parfaits pour capturer de petits insectes en vol ou sur les feuilles.

• Certhidea olivacea : Géospize olive.

4. Le genre Pinaroloxias

Ce genre ne contient qu’une seule espèce, isolée géographiquement.

• Pinaroloxias inornata : Le Pinson de Cocos (ou Spizin de Cocos), endémique de l’île Cocos.
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L’apport de la génétique moderne (la 15ème espèce)

Depuis l’étude de Sangeet Lamichhaney en 2015, les scientifiques considèrent qu’il existe une 15ème espèce distincte. Les analyses ADN ont révélé que le genre Certhidea devait être divisé en deux :

• Certhidea fusca (Le Géospize gris) : il est désormais reconnu comme une espèce à part entière, différente du Géospize olive par son habitat et son patrimoine génétique.

Malgré leurs noms latins différents, toutes ces espèces descendent d’un seul et même groupe d’ancêtres arrivés sur les îles il y a très longtemps. Selon l’étude de référence de Sangeet Lamichhaney (2015), fondée sur le séquençage du génome, l’ancêtre commun à toutes ces espèces arrive sur les îles Galápagos il y a environ 2 millions d’années.

Peter et Rosemary Grant, qui étudient les pinsons sur le terrain depuis plus de 40 ans, confirment cette échelle de temps. Ils précisent, cependant,  que l’évolution d’une espèce peut, dans certains cas, être beaucoup plus rapide. Comme je l’ai montré dans mon article sur la phalène du bouleau(Phalène), la transformation du papillon n’a pris qu’une cinquantaine d’années. Dans ce cas précis, il s’agissait d’un changement de couleur (mélanisme industriel) pour survivre sur des troncs noircis par la pollution.

Aux Galápagos, le phénomène est plus vaste : cette mutation d’une espèce unique en plusieurs espèces distinctes est ce que les scientifiques appellent une radiation adaptative.

Le mécanisme de la sélection naturelle

La sélection naturelle a été théorisée par Charles Darwin dans son ouvrage, « l’origine des espèces ». Il l’a nommé ainsi en opposition à la « sélection La sélection naturelle est théorisée par Charles Darwin dans son ouvrage majeur, L’Origine des espèces. Il choisit ce terme par opposition à la « sélection artificielle », pratiquée par les humains depuis des millénaires pour « améliorer » les races animales ou les variétés végétales (comme pour les chiens ou le blé).

Ce mécanisme permet  d’expliquer l’évolution notable  de certaines espèces de façon scientifique, sans recourir à des explications mystérieuses d’origine divine comme c’était le cas avant lui.

Elle repose sur trois principes fondamentaux:

1)le principe de variation : Au sein d’une même population, les individus ne sont pas identiques (taille du bec, couleur, force, etc.)

2) le principe d’adaptation (ou selection) : Dans un environnement donné, certaines variations offrent un avantage pour survivre et se nourrir.

3) le principe d’hérédité : Les survivants transmettent leurs caractéristiques avantageuses à leur descendance.

Le cas de pinsons est l’exemple type de ce processus .

Au départ, il existe d’infimes variations parmi les oiseaux. Celles qui rendent la vie plus facile dans un lieu précis permettent à leurs porteurs de mieux se développer. À l’inverse, les individus moins adaptés disparaissent lentement. La sélection s’opère ainsi : ceux qui survivent se reproduisent en plus grand nombre et transmettent leur patrimoine génétique, finissant par former une nouvelle espèce distincte de l’espèce souche.

L’origine des espèces : un séisme intellectuel

« L’origine des espèces » est le livre  le plus connu de Darwin . Publié en 1859 sous le titre « l’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle ou la préservation des races favorisées dans la lutte pour la survie », l’ouvrage connait un immense retentissement. 

Le livre fait de Darwin une célébrité mondiale, aussi admirée que critiquée. Le succès est immédiat : le premier tirage de 1 250 exemplaires s’épuise instantanément, obligeant l’éditeur à lancer une deuxième, puis une troisième édition. Ce livre est la première présentation scientifique cohérente de la théorie de l’évolution : l’idée que toutes les espèces vivantes descendent d’autres espèces plus anciennes par des transformations successives.    

L’importance de la taille du bec dans les choix des partenaires sexuels

Darwin ne le note pas à l’époque, mais les ornithologues qui étudient les pinsons par la suite font une découverte fascinante : la plupart des oiseaux se mettent en couple avec des partenaires possédant un bec de taille identique.

Après avoir classé les becs avec des numéros qui vont de 1 à 6 les chercheurs s’aperçoivent que les mâles de taille 2 choisissent presque systématiquement des femelles de taille 2. Si quelques rares écarts d’une unité existent, on ne rencontre jamais de couple mêlant un bec de taille 2 avec un bec de taille 5 ou 6.En règle générale, chaque pinson s’accouple avec d’autres pinsons ayant un bec de taille similaire.

Pour expliquer le phénomène, les scientifiques rappellent que le bec sert de caisse de résonance et que le chant de chaque oiseau, qui est son langage, a un rapport direct avec la taille du bec. Celui qui possède une « contrebasse » ne comprend bien que celle qui joue aussi de la contrebasse. À l’inverse, l’utilisateur d’un petit « violon » ne peut discuter qu’avec un autre violon.

Pour faire une comparaison, une spécialiste parle de la rencontre pendant les vacances d’une Française avec Anglais. L’amourette pourra bien commencer, mais s’arrêtera vite, car toute véritable communication est impossible. Chez les oiseaux, elle ne débutera même pas.  Mâles comme femelles ne s’unissent qu’avec un partenaire qui « parle » exactement la même langue. 

L’évolution éthique de Darwin

À l’époque du voyage , la notion d’antispécisme n’existe pas. Les animaux sont considérés comme des objets au service des humains et Darwin lui-même, dans sa jeunesse, est un grand chasseur . Mais son voyage et l’observation de la nature le firent évoluer profondément. Dans son autobiographie, il écrit ceci :

-« C’est maintenant que, regardant en arrière, je peux saisir à quel point mon amour de la science a , petit à petit , pris le pas sur tous mes autres goûts . Pendant les deux premières années du voyage , ma vieille passion pour la chasse subsista dans presque toute sa vigueur, et je tirais moi-même les oiseaux et les animaux à collecter ; mais , peu à peu, j’abandonnai mon fusil , et le laissai finalement à mon serviteur , car la chasse interférence avec mon travail , et plus spécialement avec le relevé de la structure géologique des lieux. Je découvris ,quoiqu’inconsciemment et insensiblement , que le plaisir d’observer et de raisonner l’emportait de beaucoup sur celui de l’adresse et du sport .Les instincts primitifs du barbare cédèrent lentement la place aux gouts acquis de l’homme civilisé.  »

Charles Darwin

Plus tard, il écrira également cette phrase qui , bien que courte, en dit long sur le chemin parcouru.

 Le ver mérite d’être dit intelligent, car il agit presque comme le ferait un homme placé dans des circonstances analogues.

Charles Darwin

* Phalène du bouleau