à une nouvelle espèce

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
Forme typica
(t//t)
[t]
p 56 et 57
Forme carbonaria
génotype
phénotype
(C//t)
Un gène = couleur du papillon
•Un allèle dominant = forme carbonaria = C
•Un allèle récessif = forme typica = t
ou
[C]
(C//C)
Apparition des formes « carbonaria » par mutation aléatoire
Milieu industrialisé
Milieu rural
Population initiale :
Pression du milieu =
pollution et prédation
Sélection naturelle
Population finale :
Avantage sélectif
Meilleure reproduction
Mutation  apparition de
l’allèle « carbornaria »
Augmentation de la
fréquence de l’allèle
« carbonaria
Les facteurs de sélection
naturelle changent au cours du
temps d’où une évolution
permanente de populations
http://www.universcience.tv/media/5032/la-selection-naturelle.html
B/ influence du hasard: la dérive génétique
=
p 59 doc3
Les lions du cratère du Ngorongoro
Annexe 2
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
 Sur un très grand nombre de lancés, la fréquence de sortie d’un
chiffre est très proche de sa probabilité (ici 1/6)
Lancé d’un dé 10 fois
Chiffre
1
2
3
4
5
6
Nombre de
fois que ce
chiffre est
sorti
2
1
4
0
3
0
 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
Bilan :
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.
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
espèce
espèce
espèce
- Population d’individus
isolés génétiquement
des autres populations
- une espèce définie
durant un laps de
temps
individu
Croisement et
descendant d’un
couple
Hybride stérile
espèce
Isolement
reproductif
spéciation
extinction
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.
1) Isolement reproducteur par isolement géographique
Exemples des moustiques de Londres
P mère
P1
P2
•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.
Pression du milieu 1
+ dérive génétique
P mère
P1
P2
Pression du milieu 2
+Dérive génétique
Évolution séparée et divergence des 2 populations sous l’action
d’une sélection naturelle et d’une dérive génétique différente
Nouvelle
espèce 1
P mère
P1
fécondation
P2
Nouvelle
espèce 2
• l’accumulation de différences génétiques  P1 et P2 ne
peuvent plus se reproduire entre elles  P1 et P2 = 2
nouvelles espèces.
2) Isolement reproducteur sans barrière géographique,
exemple : par changement de niche écologique (=
P 62 et 63
Lac du cratère Apoyo au Nicaragua
d’habitat)
Amphilophus zaliosus
Amphilophus citrinellus
deux espèces de
poissons que vivant
dans le même lac, et
bien que proches, ne
s'hybrident jamais.
Dents pointus
Se nourrit en eaux profondes
Dents pointus + molaires
Se nourrit près du rivage
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.