Biodiversité - Parentés entre espèces et Evolution
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Parentés entre espèces et Evolution Chapitre 5 I- Recherche de liens de parenté = exemple des vertébrés TP11 1°) Classification des vertébrés : Caractéristiques fondamentales permettant de classer un être parmi les vertébrés : Les vertébrés sont des êtres qui possèdent un squelette osseux organisé autour d’un axe vertébral (colonne vertébrale) Si on se base sur leurs productions épidermiques, les vertébrés peuvent être divisés en 5 classes. - Les Poissons possèdent des écailles libres. - Les Amphibiens ont une peau nue. - Les Reptiles possèdent des écailles soudées. - Les Oiseaux ont des plumes (mais aussi des écailles sur les pattes) - Les Mammifères possèdent des poils. Remarque : tous les vertébrés qui possèdent 2 paires de pattes (tous les vertébrés sauf les poissons) sont qualifiés de tétrapodes. 2 ) Morphologie générale comparée des vertébrés : Malgré une importante diversité morphologique, tous les Vertébrés, sans exception peuvent être orientées selon : - Un axe de polarité antéro-postérieur (avant-arrière) - Un axe de polarité dorso-ventral (dos-ventre) - Un plan de symétrie bilatérale (droite-gauche) Ces axes et ce plan se croisent en un seul point et sont perpendiculaires les uns par rapport aux autres. Les différentes régions de la colonne vertébrale, en relation avec le mode de locomotion et les fonctions du corps (de l’avant vers l’arrière) sont : 3 ) Structure des membres chez les tétrapodes : Les tétrapodes sont des vertébrés qui possèdent quatre membres (tous sauf les poissons) Les membres des tétrapodes possèdent une organisation très semblable malgré les formes différentes dues aux modes de locomotion adoptés par les différentes espèces. Les différentes parties du membre antérieur sont : 4 - Un « bras » avec un os = l’humérus ; - Un « avant-bras » avec deux os parallèles = le radius et le cubitus ; - Une « main » avec les carpes; les métacarpes et les phalanges 4 ) Organisation interne : On observe chez tous les vertébrés une disposition similaire des organes selon les axes de polarité. 5 ) Etude comparative des systèmes nerveux : Chez tous les vertébrés, le système nerveux est dorsal. Il a une organisation semblable. L’encéphale (hémisphères cérébraux + cervelet + bulbe rachidien) est logé dans le crâne et la moelle épinière est protégé par la colonne vertébrale. Bilan : Chez tous les vertébrés, la disposition des appareils et des systèmes est identique et se fait selon les axes de polarités. Quel que soit l’appareil ou le système il est composé des mêmes organes. Ces similitudes dans le plan d’organisation sont des arguments qui prouvent que les vertébrés ont des relations de parentés importantes. II- Représentation des relations de parentés = les arbres phylogénétiques TP11 suite Définition: • Les arbres phylogénétiques ou arbres de parentés représentent les relations de parentés entre des groupes d’êtres vivants. • Le partage d’un caractère commun permet de former des groupes de parentés = groupes frères qui forment une ramification sur l’arbre. • Chaque groupe frère possède donc un ancêtre commun, il partage un caractère commun. Dernier ancêtre commun Point commun Ci-contre un arbre phylogénétique des vertébrés obtenu avec le logiciel Phylogène (INRP) o les ronds blancs correspondent aux populations de derniers ancêtres communs à deux groupes frères. • les ronds de couleurs correspondent aux innovations évolutives (apparues chez des ancêtres communs) Le dernier ancêtre commun à deux groupes frères se situe au nœud à la base de ces deux groupes. Ainsi, d'après l'arbre ci-contre, on peut dire que le dernier ancêtre commun au Crocodile et à l'Aigle possédait : des mâchoires, des poumons, un amnios et une fenêtre mandibulaire. Etant donné que toutes les caractéristiques anatomiques, embryologiques ou métaboliques sont le résultat de l’expression de gènes (voir chapitre précédent) on peut donc affirmer que toute innovation évolutive a une origine génétique. Avec les données anatomiques, embryologiques mais aussi moléculaires (comparaison des séquences des gènes ou des séquences des protéines), on peut ainsi établir une classification phylogénétique plus proche de la réalité. L’arbre ci – après permet de comprendre l’apparition des groupes en fonction de leur évolution. Dans l’arbre cicontre on comprend pourquoi les scientifiques actuels considèrent que la séparation des vertébrés en 5 classes est dépassée … III- L’évolution repose sur deux mécanismes TD 12 1) La dérive génétique : La dérive génétique est une variation aléatoire de la fréquence des allèles au cours du temps dans une population. Elle est une conséquence de la reproduction sexuée, qui transmet certains allèles seulement aux descendants (chaque gène est représenté par deux allèles mais un seul des deux est transmis à la cellule germinale) La dérive génétique est plus marquée lorsque l’effectif de la population est faible, elle conduit à la disparition de certains allèles et peut provoquer un isolement génétique de certaines populations d’une espèce. Elle est donc un élément intervenant dans la formation de nouvelles espèces donc de la biodiversité des espèces. 2) La sélection naturelle : La sélection naturelle est une variation non aléatoire de la fréquence des allèles. Dans un milieu donné, certain allèles donnent un avantage aux individus qui les portent. Ils se reproduisent donc plus et au fur et à mesure des générations, la fréquence des allèles augmente dans la population. La sélection naturelle explique l’adaptation des espèces à leur milieu de vie. L’effet combiné de la dérive génétique et de la sélection naturelle conduit à une transformation des espèces au cours du temps. Lorsque les différences génétiques entre populations sont devenues importantes (et que les individus de deux populations différentes ne peuvent plus se reproduire) on voit apparaitre des nouvelles espèces : c’est la spéciation. Dérive génétique et sélection naturelle sont deux moteurs de l’évolution du vivant.
