Chapitre 3 : DE LA DIVERSIFICATION

GÉNÉTIQUE A L’EVOLUTION DE LA BIODIVERSITE

UNE POPULATION =

L’ÉVOLUTION

• Pb : Quels sont les mécanismes qui modifient la biodiversité à l’échelle des populations et ceux qui créent de nouvelles espèces ?

I / les mécanismes à l’origine de l’évolution des populations au cours du

temps

Voir TP5 – Activité 1

A/ Influence de la pression de l’environnement : la sélection naturelle

Exemple : la phalène du bouleau p 56 et 57

Un gène = couleur du papillon

•Un allèle dominant = forme carbonaria = C

•Un allèle récessif = forme typica = t

(t//t)

[t]

(C//t) ou (C//C)

[C]

génotype

phénotype

Forme typica Forme carbonaria

Apparition des formes « carbonaria » par mutation aléatoire

Milieu industrialisé Milieu rural

Population initiale :

Mutation apparition de l’allèle « carbornaria »

Population finale : Pression du milieu = pollution et prédation Sélection naturelle

Avantage sélectif Meilleure reproduction

Augmentation de la fréquence de l’allèle « carbonaria

http://www.universcience.tv/media/5032/la-selection-naturelle.html

Les facteurs de sélection naturelle changent au cours du temps d’où une évolution permanente de populations

=

B/ influence du hasard: la dérive génétique

p 59 doc3

Les lions du cratère du Ngorongoro Annexe 2

Chiffre

1

2

3

4

5

6

Nombre de fois que ce chiffre est

sorti

2

1

4

0

3

0

Lancé d’un dé 3 millions de fois

Chiffre

1

2

3

4

5

6

Nombre de fois que ce

chiffre est sorti

500 000

500 000

500 000

500 000

500 000

500 000

Lancé d’un dé 10 fois

Sur un très grand nombre de lancés, la fréquence de sortie d’un chiffre est très proche de sa probabilité (ici 1/6)

Sur un très petit nombre de lancés, il se peut que des chiffres ne sortent jamais !

Faible effectif de la population: dérive très marquée avec disparition ou conservation de certains allèles

fort effectif de la population: dérive peu marquée avec conservation de la fréquence des allèles

Sous l’effet de la pression du milieu, et du hasard, la diversité des populations (nombre et fréquence des allèles) change au cours des générations. L’évolution est la transformation des populations qui résulte de ces différences de survie et du nombre de descendants.

Bilan :

II/ Les mécanismes à l’origine de nouvelles espèces

Voir TP5 – Activité 2

A/ Notion d’espèce : un peu d’histoire

voir polycopié

CARL VON LINNÉ (1707 -1778) Critères morphologiques: Notion de ressemblances et de différences (subjectif). Encore utilisé en paléontologie

Définition typologique de l’espèce Les individus à classer sont comparés à un « type » exposé dans un musée Pas d’évolution car origine divine, l’espèce est ici statique.

:

BUFFON (1707 – 1788) Critères d’interfécondité BUFFON (XVIII) Les individus d’une même espèce sont interféconds et donnent une descendance fertile

CUVIER (fin XVIII) réunit les 2 définitions : Définition biologique une espèce est un ensemble d’individus nés les uns des autres et qui se ressemblent morphologiquement.

:

: LAMARCK – DARWIN (XIXème ) Les espèces évoluent et se transforment au cours du temps. Elles ne sont pas définies par à un type idéal. Transmission héréditaire des caractères pas encore connue

Ernst MAYR (1942 ) écrivait : « Les espèces sont des groupes de populations réellement ou potentiellement interféconds et qui sont reproductivement isolés des autres groupes ayant les mêmes propriétés ». Chaque espèce occupe une niche écologique qui lui est propre.

GUY LECOINTRE, professeur au Museum National d’Histoire Naturelle: 2009

Critères génétiques

« Dans la nature il n’y a pas d’espèces : il n’apparait que des barrières de reproduction. Les espèces, c’est nous qui les créons à partir d’un modèle théorique ».

Le pizzly

Le grizzly, ours brun Ursus arctos d'Amérique du nord

L’ours polaire

Bilan :la notion d’espèce

individu

Croisement et descendant d’un couple

Hybride stérile

Isolement reproductif spéciation extinction

espèce

espèce

esp

èce

espèce - Population d’individus isolés génétiquement des autres populations - une espèce définie durant un laps de temps

B/ l’apparition d’une nouvelle espèce : la spéciation

Tout mécanisme entrainant un isolement reproducteur d’une population qui, avec le temps, conduit à un isolement génétique de cette population et donc à une nouvelle espèce.

•Installation d’une barrière géographique entre deux populations (P1 et P2) d’une même espèce.

•Échanges génétiques impossibles entre P1 et P2 qui ne peuvent plus se reproduire entre elles.

P mère P1

P2

1) Isolement reproducteur par isolement géographique

Exemples des moustiques de Londres

P1 P mère

P2

Évolution séparée et divergence des 2 populations sous l’action d’une sélection naturelle et d’une dérive génétique différente

Pression du milieu 1 + dérive génétique

Pression du milieu 2 +Dérive génétique

• l’accumulation de différences génétiques P1 et P2 ne peuvent plus se reproduire entre elles P1 et P2 = 2 nouvelles espèces.

P1 P mère

P2

Nouvelle espèce 1

fécondation

Nouvelle espèce 2

Amphilophus citrinellus Amphilophus zaliosus

Dents pointus Se nourrit en eaux profondes

Dents pointus + molaires Se nourrit près du rivage

Lac du cratère Apoyo au Nicaragua

2) Isolement reproducteur sans barrière géographique, exemple : par changement de niche écologique (= d’habitat) P 62 et 63

deux espèces de poissons que vivant dans le même lac, et bien que proches, ne s'hybrident jamais.

On pense que ces deux espèces n'en formaient qu'une initialement, lors de la colonisation du lac par Amphilophus C, il y a 23 000 ans

Diversité dans la forme de la bouche et donc de l’alimentation

Sélection des individus se nourrissant dans des niches écologiques distinctes (rivage ou eau profonde)

Dérive génétique des 2 populations et formation de 2 espèces différentes L'habitude de se nourrir en des endroits différents peut aussi être assimilée à un isolement géographique.

Conclusion :

Mutations, brassages génétiques et autres mécanismes de diversification des êtres vivants sont à l’origine de la biodiversité.

La dérive génétique et la sélection naturelle sont les moteurs de la spéciation et donc de l’évolution de la biodiversité

Lire p.64 à 67 + faire QCM p.68

Habitats différents

Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise.