Chapitre 4 : Evolution et génétique

Comment imaginer la naissance d’une nouvelle espèce?

En brassant les allèles des gènes, la méiose et la fécondation sont cause de la diversité génétique des individus d'une population.

Une population est une collection d'allèles dont la diversité témoigne d'innovations génétiques survenues dans le passé de l'espèce.

Une espèce est un ensemble d’individus qui sont interféconds avec une descendance elle-même féconde. L’apparition d’une nouvelle espèce c’est donc quand au sein d’une espèce des individus ne sont plus interféconds avec les autres mais uniquement entre eux; c’est la mise en place d’une barrière génétique empêchant les échanges d’allèles de gènes et les brassages.

Quels mécanismes permettent cet isolement génétique?

I Évolution par sélection naturelle1. Deux exemples de sélection naturellea) Le phalène du Bouleau L’exemple de la phalène du Bouleau est démonstratif de la sélection naturelle. . Les papillons clairs sont majoritaires dans les régions rurales. Se confondant avec les lichens qui recouvrent le tronc des arbres, ils sont camouflés et ainsi, échappent mieux à leur prédateurs. Ils ont donc une probabilité plus grande de survivre et de procréér, et laissent statistiquement plus de descendants que les papillons foncés. L’allèle c est donc favorable à la survie de l'espèce: il se répand dans la population au détriment de l'allèle C, qui est défavorable. La situation est inverse dans les régions industrielles.

b) La drépanocytose et le paludisme

• La fréquence élevée de l'allèle HBS dans les populations humaines vivant en zone impaludée peut aussi s'expliquer par la sélection naturelle.

• Dans les régions sans paludisme, l'allèle récessif HBS est très rare. À l'état homozygote, il est responsable de la drépanocytose, une maladie qui laisse peu de chances d'atteindre l'âge adulte et d'avoir des enfants.

• Dans les zones impaludées, l'allèle HBS atteint une fréquence beaucoup plus élevée (jusque 20 %). En effet, les hétérozygotes, qui ne sont pas anémiques résistent mieux au paludisme que les homozygotes HBA/HBA. Ils ont donc une longévité et un nombre d'enfants plus élevés.

• Ainsi, même si une pression de sélection négative s'exerce sur l'allèle HBS (la mort des homozygotes), elle est contrebalancée par la pression sélective positive développée par le paludisme.

• Le paludisme tend à s'étendre, suite aux pratiques humaines (voyages internationaux, réchauffement de la planète, etc). Malgré de nombreux programmes de recherche, on ne dispose pas encore d'un vaccin efficace.

2) bilan

• La sélection naturelle s'exerce sur une diversité de phénotypes génétiquement déterminée. Elle est fondée sur l'aptitude des individus d'un phénotype donné à laisser plus de descendants que les autres.

• La fréquence de l'allèle impliqué dans le phénotype augmente dans la population au fil du temps. Favorisant à chaque génération les individus les mieux adaptés aux conditions du milieu : dérive génétique

• la sélection naturelle fait évoluer la population de façon orientée (non aléatoire). Cette évolution est, au moins pour les exemples étudiés, rapide (à l'échelle de l'évolution du Vivant) : un faible nombre de générations suffit pour que varie la structure génétique d'une population.

• La sélection naturelle privilégie des innovations génétiques (mutations favorables) et en élimine d'autres (mutations défavorables). Mais ces qualificatifs sont relatifs, puisqu'un changement de milieu peut inverser le sens de l'évolution.

• Ainsi la sélection naturelle modifie localement le pool génétique des populations donnant progressivement naissance à des groupes non interféconds. Penser par exemple aux faunes australienne et africaine qui partent pourtant d’ancêtres communs.

II Évolution par mutations neutres : le neutralisme

Des allèles qui n’apportent aucun avantage mais qui s’imposent

• Basée sur des modèles mathématiques de diffusion, Kimura a postulé que certaines mutations génétiques entraînent des changements au niveau moléculaire (protéines) qui sont neutres au regard de la sélection naturelle comme par exemple les mutations silencieuses. Ces mutations peuvent s’imposer dans une population voire dans une espèce par le hasard de la reproduction.

• Des mutations génétiques peuvent se répandre dans la population sans conférer d’avantage sélectif particulier = mutations dites neutres.

• Bien que certains aient perçu cette théorie comme anti-darwinienne, on s’accorde à dire que les deux théories sont compatibles. La théorie neutraliste ne renie pas le rôle de la sélection naturelle qui détermine le cours de l’évolution adaptative.

• En effet, dans cette théorie, la sélection naturelle perd son caractère de facteur évolutif prépondérant et devient un facteur parmi d’autres au nombre desquels on compte la dérive génétique. Le rôle de la sélection naturelle reste néanmoins très important pour l'évolution.

III Hypothèses quant aux mécanismes de l’hominisation.

• Des mutations affectant les gènes de développement (notamment les gènes homéotiques) peuvent avoir des répercussions sur la chronologie et la durée relative de la mise en place des caractères morphologiques.

• De telles mutations peuvent avoir des conséquences importantes comme la durée du développement embryonnaire du système nerveux central de l’Homme plus longue que celle du Chimpanzé ou la non apparition du caractère adulte chez l’Homme.

Acquisition plus tardive du caractère opposable du pouce chez le Chimpanzé que chez l’Homme.