Peu de temps après l'achèvement de son deuxième mandat à la présidence en 1909, Teddy Roosevelt a effectué un safari de chasse d'une durée d'un an en Afrique sous les auspices de la Smithsonian Institution. De nombreux trophées de Roosevelt ont été exposés au Smithsonian et au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Les expériences de safari de Roosevelt, régalées dans son livre African Game Trails (1910), lui ont donné des opinions bien arrêtées sur la manière dont les animaux se fondaient ou ne se fondaient pas dans leur environnement:
«Le noir et le blanc sont normalement les couleurs les plus remarquables de la nature (et pourtant supportés par de nombreuses créatures qui ont bien réussi dans la lutte pour la vie); mais presque n'importe quelle teinte ... s'harmonise assez bien avec au moins certains paysages, et dans quelques cas parmi les plus grands mammifères, et dans presque aucun parmi ceux fréquentant les plaines ouvertes, la moindre raison de supposer que la créature en gagne bénéficier quoi que ce soit de ce qu'on appelle vaguement sa 'coloration protectrice' "
Roosevelt s'est moqué de la notion de valeur protectrice de la coloration pour deux raisons. Premièrement, l'extraordinaire chasseur à cheval avait peu de difficulté à repérer, à traquer et à ramasser le gros gibier; son groupe de chasseurs a abattu plus de 500 mammifères. Clairement les couleurs des animaux ne les protégeaient pas de lui . Deuxièmement, alors que les scientifiques (et Roosevelt) admettaient à l’époque le fait de l’évolution, l’explication de Darwin sur le rôle primordial de la sélection naturelle en tant que mécanisme de l’évolution ne l’était pas. La sélection naturelle est tombée en disgrâce, notamment en ce qui concerne la coloration des animaux. Dans les années 1890, de nombreux naturalistes avaient reproché aux explications darwiniennes de la coloration de manquer totalement de preuves et proposé d'autres explications. Par exemple, certains ont suggéré que la coloration était directement causée par des facteurs externes tels que le climat, la lumière ou l'alimentation.
Ces idées alternatives ont rapidement été annulées par l’émergence de la science de la génétique et la démonstration, à travers des expériences de sélection (comme celles menées à l’origine par Gregor Mendel), que la coloration est une propriété héritée des plantes et des animaux. Mais jusqu'à ces dernières années, nous ne savions pas comment les gènes déterminent la coloration animale ni comment les variations génétiques affectent les variations de coloration dans la nature. De nouvelles connaissances sur la fabrication des couleurs animales, en particulier des motifs simples en noir et blanc, ainsi que des études sur le terrain des avantages et des inconvénients des schémas de couleurs dans différents habitats, fournissent à présent certains des meilleurs exemples du fonctionnement de la sélection naturelle et de son évolution.
L'un des phénomènes les plus répandus dans le règne animal est l'apparition de variétés à pigmentation sombre au sein d'une espèce. Toutes sortes de papillons de nuit, coléoptères, papillons, serpents, lézards et oiseaux ont des formes qui sont toutes ou presque toutes noires. Peut-être les plus familiers sont les grands félins sombres, tels que le léopard noir et le jaguar noir. Ces beaux animaux sont souvent présentés dans les zoos comme des curiosités, mais ils sont également nombreux à l'état sauvage.
Toutes ces formes dites «mélaniques» résultent d'une production accrue du pigment mélanine dans la peau, le pelage, les écailles ou les plumes. La pigmentation mélanique peut jouer plusieurs rôles. La mélanine nous protège, ainsi que les autres animaux, des rayons ultraviolets du soleil; il peut aider les animaux des climats plus froids ou des altitudes élevées à réchauffer leur corps plus rapidement et, contrairement au scepticisme de Roosevelt quant à la coloration protectrice, un pigment noir cache certains animaux aux prédateurs.
Dans les déserts du sud-ouest des États-Unis, par exemple, il y a des affleurements de roches très sombres qui ont été produites par des coulées de lave au cours des deux millions d'années écoulées. Parmi ces roches, la souris à poche de roche vit en noir foncé et de couleur claire et sableuse. Les naturalistes des années 1930 ont observé que les souris trouvées sur les roches de lave étaient typiquement mélaniques, tandis que celles des roches de granite de couleur sable environnantes étaient généralement de couleur claire. Cette correspondance de couleur entre la couleur de la fourrure et l'arrière-plan de l'habitat semble être une adaptation contre les prédateurs, en particulier les hiboux. Les souris dont la couleur correspond à celle de leur environnement ont un avantage en termes de survie par rapport aux souris incompatibles dans chacun des deux habitats.
La souris à poche rock est disponible en deux couleurs, sombre et claire. Les plus sombres se marient bien avec les roches de lave (en haut à droite) et les plus claires se camouflent contre le grès (en haut à gauche). Placées dans le "mauvais" environnement, les souris sont faciles à voir pour les prédateurs. (Dr. Michael Nachman) 
Les jaguars noirs, comme le petit à gauche, ont une mutation qui les amène à produire plus de pigment mélanique que les jaguars à taches. (Daniel Karmann / dpa / Corbis) 
Certains lézards à queue blanche (du genre Aspidoscelis) sont plus foncés que d’habitude grâce à une mutation similaire à celle trouvée chez les jaguars sombres ou les moutons noirs. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Les petits lézards sans oreilles sont disponibles en deux couleurs, selon la version qu’ils héritent d’un gène qui influence la production de mélanine. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Les lézards du genre Sceloporous sont disponibles dans différentes couleurs, en partie en fonction de la version d’un gène de la mélanine qu’ils portent. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
L'habitat des souris à poche rocheuse est disponible en deux couleurs: pierre de lave sombre et grès clair. (Dr. Michael Nachman) 
Là où les souris à poche de roche vivent dans de la lave sombre, elles sont plus susceptibles d’avoir une mutation qui leur permet de produire plus de mélanine et d’avoir un pelage sombre. (Dr. Michael Nachman) Récemment, Michael Nachman et ses collaborateurs de l’Université de l’Arizona ont entrepris des études détaillées sur le terrain et génétiques de souris à poche rocheuse. Ils ont constaté que les souris se croisaient avec des souris d'autres habitats et migraient entre les types de roches. Les souris sont clairement une espèce, pas deux. Alors, qu'est-ce qui rend la fourrure noire ou légère? Juste quelques différences dans le code d'un seul gène. Cette simple base d'héritage signifie que l'origine des souris noires de parents de couleur claire s'est produite en une seule ou très petite étape de mutation. Mais pour les souris envahissant l'habitat auparavant étranger des roches de lave noire, ces petites étapes génétiques ont représenté un saut géant en termes d'évolution. Nachman et Hopi Hoekstra (maintenant à l'Université de Harvard) ont estimé que les souris sombres avaient un avantage de survie d'environ 60% ou plus par rapport aux souris claires sur des roches de lave sombres. En d'autres termes, la couleur de la fourrure chez cette espèce est clairement soumise à une très forte sélection naturelle.
Le gène impliqué dans l'origine du mélanisme chez les souris à poche rocheuse s'appelle le récepteur de mélanocortine 1, ou MC1R ou court. Ce n’est pas une pépite d’information très intéressante, jusqu’à ce que je vous dise que les formes mélaniques de jaguars, oies des neiges, renards arctiques, fées, banaquits, tamarins de lion d’or, skua arctique, deux sortes de lézards et de vaches domestiques, moutons et les poulets sont causés par des mutations dans ce même gène. Chez certaines espèces, les mêmes mutations se sont produites indépendamment de l'origine de leurs formes sombres. Ces découvertes révèlent que l'évolution du mélanisme n'est pas un accident extrêmement rare, mais un processus commun et reproductible. L'évolution peut se répéter et se répète.
Le mélanisme n'est pas seulement une affaire de dissimulation. La petite oie des neiges se présente également sous deux formes: une forme bleue et une forme mélanique. Chez cette espèce, la préférence en matière d’accouplement des individus suit le schéma de couleurs de leurs parents. Apparemment, les jeunes oiseaux apprennent la couleur de leurs parents et choisissent leurs compagnons le long des lignes familiales - les oiseaux des familles bleues préfèrent les amis bleus et les oiseaux des familles blanches préfèrent les amis blancs. Les préférences d'accouplement chez les skuas arctiques ont une autre particularité: les femmes préfèrent généralement les hommes plus sombres. Ces deux espèces d'oiseaux évoluent dans le cadre d'une sélection sexuelle, processus également décrit pour la première fois par Darwin, dans lequel les traits qui sont avantageux pour le jeu d'accouplement sont favorisés. Parce que la sélection sexuelle a un effet important sur le succès de l'accouplement, il s'agit d'une forme de sélection très forte dans la nature.
Une autre forme courante de coloration animale est le manque de pigmentation ou d'albinisme. Cette condition est fréquemment observée dans les populations naturelles d'animaux cavernicoles, notamment les poissons, les écrevisses, les insectes, les araignées et d'autres espèces. On pense que l'albinisme chez les animaux des cavernes est le revers de l'évolution de la sélection naturelle. C'est-à-dire qu'avec peu ou pas de lumière, la sélection naturelle ou sexuelle sur la couleur et le motif du pigment est relâchée. Les mutations qui abolissent la pigmentation et seraient généralement nocives pour les animaux d'autres habitats sont tolérées dans l'obscurité de ces grottes.
L’albinisme, lui aussi, semble avoir une base génétique simple qui le rend «facile» à évoluer. Récemment, Meredith Protas et Cliff Tabin de la faculté de médecine de Harvard, Bill Jeffery de l’Université du Maryland et leurs collaborateurs ont mis en évidence les bases génétiques de l’albinisme chez les poissons cavernicoles aveugles du Mexique. Ces poissons albinos se trouvent dans une trentaine de grottes de la région de la Sierra de El Abra, dans le nord-est du Mexique. Chaque population est dérivée d’une forme pigmentée, entièrement visionnaire, vivant à la surface ou à la rivière. Les chercheurs ont étudié les bases génétiques de l'albinisme dans les populations des grottes de Pachón et de Molino et ont découvert que l'albinisme dans chaque population était causé par des mutations du même gène de pigmentation, mais différentes mutations spécifiques dans chaque cas. Là encore, chez ces poissons, l'évolution s'est répétée deux fois à l'origine du même trait. De plus, le gène spécifique muté chez ces poissons est également le même gène responsable de l'albinisme chez l'homme, le porc, la souris et d'autres espèces de poissons.
L'histoire naturelle des souris à poche de roches et du poisson des cavernes montre clairement comment les animaux se sont adaptés à un nouvel environnement. peu importe à quel point ces habitats étaient étrangers à leurs ancêtres. Ces animaux obscurs ont également fourni les liens concrets entre gènes spécifiques, sélection naturelle et évolution dans la nature, recherchés depuis longtemps par les biologistes. Bien qu'ils ne soient pas aussi majestueux que les gibiers de la savane africaine, ces animaux illustrent des leçons plus vastes qui auraient été appréciées par Roosevelt, et qui pourraient peut-être même justifier leur propre trophée, bien que petit, pour afficher les progrès continus dans la compréhension du fonctionnement de l'évolution.
Auteur Bio:
Sean B. Carroll est un biologiste de l'évolution à l'Université du Wisconsin. Son nouveau livre, Remarquable Creatures: Aventures épiques à la recherche des origines des espèces (Houghton Mifflin Harcourt), relate les expériences et les découvertes de naturalistes intrépides qui ont développé et avancé la théorie de l'évolution.
