Évolution

M. Danielson

SBI 3U

Changement Différenciation

Modification

Adaptation

Spéciation

Évolution

Sélection

Diversification

Chez quoi?

Changement Différenciation Modification Adaptation Spéciation Évolution Sélection Diversification

Gènes? Individus? Familles? Populations? Écosystèmes? Biomes?

Nous apportons des changements…

Canis lupus (Loup gris)

L’environnement apporte des changements…

Les phalènes du bouleau

• Révolution industrielle: après 1850

• Révolution industrielle: après 1850

… Les organismes vivants ont

été transformés avec le temps

Certains organismes présentent dans le passé sont éteints aujourd’hui. Tandis qu’autres qui ne sont pas représentés dans le record des fossiles sont présents aujourd’hui

L’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle

ou la lutte pour l’existence dans la nature

par Charles Darwin

« On comprend facilement qu’un naturaliste qui aborde l’étude de l’origine des espèces et qui observe les affinités mutuelles des êtres organisés, leurs rapports embryologiques, leur distribution géographique, leur succession géologique et d’autre faits analogues, on arrive à la conclusion que les espèces n’ont pas été créées indépendamment les unes des autres, mais que, comme les variétés, elles descendent d’autres espèces. » (1859, p. 21)

« Toutefois, en admettant même que cette conclusion soit bien établie, elle serait peu satisfaisante jusqu’à ce qu’on ait pu prouver comment les innombrables espèces, habitant la terre, se sont modifiées… » (1859, p. 21)

Définitions Évolution: le changement (dans le pool génique) relatif des caractères d’une population d’une génération à l’autre.

▫ Microévolution: changement dans la fréquence d’un allèle

▫ Macroévolution: la spéciation

Adaptation: une structure, une caractéristique physiologique ou un comportement particulier qui aide un organisme à survire et à se reproduire dans un milieu particulier.

Résultat d’apprentissage:

Je vais comprendre le rôle de l’adaptation dans le processus de l’évolution biologique.

Structure, comportement, physiologie

L’adaptation

Tout caractère qui améliore la valeur d’adaptation d’un organisme ou qui augmente ses chances de survie et de reproduction est une adaptation.

• Les changements dans une population se produisent au cours de générations successives.

• L’adaptation se passe dans une population et non dans un individu.

• L’adaptation doit donner un avantage à la survie et/ou à la reproduction.

Écologie comportemental: http://www.academia.edu/1824827/Ecologie_comportementale

Types d’adaptation

1. Structurelles

2. Comportementales

3. Physiologiques

Les adaptations structurelles:

Les adaptations anatomiques, donc ceux qui touchent la forme ou l’arrangement des caractères particuliers.

Adaptations structurelles

La forme des becs

Adaptations structurelles

La forme des pattes

Macropodidae (Kangourou)

Talpinae (Taupe)

Adaptations structurelles

Adaptations structurelles

Le camouflage et le mimétisme

Cycloptera speculata (Sauterelle feuille) Chamaeleonidae (Caméléon)

Adaptations structurelles

La forme des feuilles

Pinaceae (Sapin)

Sapindacées (Érable)

Adaptations structurelles

La régulation thermique

Vulpes zerda (Fennec)

Les adaptations comportementales

La façon dont les organismes réagissent à leur environnement.

Adaptations comportementales

La régulation thermique

Cerastes cerastes (Vipère à cornes)

Thermographie d’un serpent avec une main humaine

Adaptations comportementales

Les tactiques de chasse

Canis Lupus (Loup gris)

http://www.dailymotion.com/video/x9nn8u_les-gousses-du-genet-eclatent-au-so_lifestyle

Fabaceae (Genêt)

http://www.youtube.com/watch?v=2jXxtQRy47A

Adaptations comportementales

La migration

Danaus plexippus (Monarque)

Rangifer tarandus (Caribou/Renne) http://www.youtube.com/watch?v=r6jcqCm5C1Q

http://www.youtube.com/watch?v=LxMPFuyEEdA

Adaptations comportementales

Tropisme chez les plantes

Gravitropisme

Phototropisme

Thigmotropisme

Géotropisme

Les adaptations physiologiques

Des adaptations associées aux fonctions de l’organisme.

Adaptations physiologiques

L’hivernation et l’hibernation

Sciurus vulgaris (Écureuil roux)

Eptesicus nilssonii (Sérotine boréale)

Gliridae (Gliridé)

http://www.bbc.co.uk/nature/adaptations/Hibernation#intro

Adaptations physiologiques Défense chimique

Pelargonium (Pélargonium) Popillia japonica (Scarabée japonais)

Acide quisqualique

Adaptations physiologiques Plantes succulentes

Sempervivum tectorum (Joubarbe des toits)

Les phalènes du bouleau, preuve d’adaptation

qui mène à la microévolution

Sources de variation génétique

La variation génétique

Il existe trois sources de variation génétique:

1. Les mutations

2. La reproduction sexuée

3. Flux génétique

• Mutations chromosomiques • Mutations ponctuelles

• Enjambement • Assortiment indépendant • Non-disjonction

• Aussi appelé migration des gènes

Mutations chromosomiques

Délétion

Insertion

Translocation

Mutations ponctuelles

• Substitution: remplacement d’un (ou plusieurs) nucléotides par un autre (ou plusieurs autres)

• Insertion: ajout d’un ou plusieurs nucléotides

• Délétion: perte d’un ou plusieurs nucléotides

Avantage sélectif Un avantage sélectif est un avantage génétique qui améliore la chance de survie d’un organisme, habituellement dans un environnement changeant.

Daphnia (Daphnies / puces)

La résistance aux antibiotiques

http://www.brainpop.fr/fr/sciencesdelavie/hygienedevieetprevention/resistanceauxantibiotiques/

Mécanisme de l’évolution

La sélection artificielle • Croiser des individus afin de voir apparaître des

caractères recherchés dans la génération suivante (fait par les humains)

Attention! La sélection artificielle peut mener à des traits qui réduisent la viabilité de l’organisme.

La sélection artificielle du maïs

• http://www.gnis-pedagogie.org/biotechnologie-amelioration-histoire-

selection.html

La sélection artificielle du maïs

<<Par rapport au téosinte, le maïs a perdu certains caractères, comme l’égrenage spontané des grains, la coque qui entoure chaque grain... caractères qui jouent un rôle important dans la dissémination de la plante sauvage. En conséquence, sans intervention humaine, le maïs ne pourrait persister. En revanche, ces caractères dérivés du maïs sont très utiles pour son exploitation par l’homme ainsi que d’autres caractères comme le nombre de grains présents dans chaque épi et la grosseur de ces grains.>>

<<Un autre caractère tôt sélectionné a été la transformation de la morphologie de la plante : le téosinte a une tige très ramifiée alors que chez le maïs, il y a une tige centrale avec deux ou trois ramifications courtes terminées par une inflorescence femelle. Cet exemple du maïs permet d’opposer la sélection artificielle à la sélection naturelle étant donné que les phénotypes retenus par la sélection artificielle auraient été éliminés par la sélection naturelle.>>

http://acces.ens-lyon.fr/evolution/evolution/accompagnement-pedagogique/accompagnement-au-lycee/terminale-2012/la-plante-domestiquee/le-mais/mise-au-point/?searchterm=None

Approfondissement: http://cache.media.eduscol.education.fr/file/SVT/03/9/Plante_domestiquee_228039.pdf

La sélection naturelle

• Le pool génique: l’ensemble de tout les gènes présents dans une population à un moment donné.

• La sélection naturelle: un processus par lequel les caractères d’une population d’organismes changent parce que les individus possèdent certains caractères héréditaires survivent dans un environnement particulier et transmettent ces caractères à leurs descendants.

▫ Ex: le phalène du bouleau

La sélection naturelle

Principes

1. Variation

2. Adaptation

3. Hérédité

1. Variation Les individus d’une population d’une espèce manifestent de différents traits phénotypiques

2. Adaptation et survie Les phénotypes diffèrent en vue de leurs taux de reproduction et de survie. Certains phénotypes offrent un avantage sélectif pour un environnement précis.

3. Hérédité

Corrélation entre la valeur sélective (angl. Fitness) des parents et la valeur sélective de leurs descendants.

La sélection naturelle…

• Est seulement présent si des différences génétiques causent des différences systématiques par rapport à la reproduction et la survie des organismes, différences qui conduisent à un changement des fréquences de certains gènes dans la population

• Si la composition génétique d’une population change à cause des fluctuations statistiques dans les nombres de descendants d’un phénotype dans des petites populations, on parle de la dérive génétique

ATTENTION:

Une variation/mutation aléatoire… • Ne signifie pas que les mutations dans les gènes

sont produites par des processus indéterministe (comme dans la mécanique quantique)

• Ne signifie pas non plus que les mutations ne soient pas prévisibles (même qu’elles le soient normalement)

• Le sens correcte d’une mutation aléatoire (angl. chance mutation) dans la biologie signifie que la probabilité qu’une mutation se produise est indépendante de son effet sur la valeur sélective de l’organisme

Vérifier les principes de la sélection naturelle

1. Est-ce que les phénotypes varient?

2. Est-ce que les phénotypes offrent un avantage

sélectif?

3. Est-ce que les phénotypes sont transmissibles?

4. Est-ce que la survie et la reproduction sont

aléatoires?

5. Est-ce que la population a évoluée?