1 Dans les 3 premiers dossiers, nous nous sommes attachés à

DOSSIER 14 > PROCESSUS EVOLUTIFS A L’ORIGINE DE LA BIODIVERSITE ACTUELLE
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Dans les 3 premiers dossiers, nous nous sommes attachés à mettre en
évidence les différents mécanismes créant une diversification des êtres
vivants.
Notre question de départ était : Comment expliquer la biodiversité actuelle ?
Nous avons mis en évidence de nombreux processus générant de la diversité
des êtres vivants.
Problématique
Pourquoi la biodiversité actuelle ne comprend-elle pas toute la
biodiversité ayant existé sur Terre ?
Quels mécanismes évolutifs ont modifié la diversité des êtres vivants ?
I. MODIFICATION DE LA DIVERSITE DES POPULATIONS AU COURS DU
TEMPS / AU COURS DES GENERATIONS
I.1. L’histoire d’une population
Une population est constituée d’un ensemble d’individus de la même espèce qui,
vivant à proximité les uns des autres, se reproduisent majoritairement entre eux,
c'est-à-dire plus fréquemment qu’avec les individus d’autres populations.
Au sein des populations, les individus possèdent des combinaisons d’allèles des
gènes de l’espèce uniques. Il existe donc une diversité des individus au sein des
populations.
Différents mécanismes/facteurs vont modifier cette diversité (fréquence des
allèles) au cours des générations.
I.2. L’effet du hasard
Le hasard intervient de façon multiple dans l’évolution des populations.
Il peut être à l’origine d’une diversification biologique mais il influe également sur
son devenir.
> Des mécanismes de diversification aléatoires
Les événements qui sont à l’origine d’une diversification génétique des êtres
vivants se produisent de façon aléatoire : mutations ponctuelles, duplications de
gènes, répartition des allèles lors de la formation des gamètes, rencontre lors de la
fécondation, polyploïdisation, transferts horizontaux de gènes…
> Dérive génétique & effet fondateur
L’effectif d’une population étant fini, il se produit lors de la reproduction un
échantillonnage aléatoire des gamètes participant à une fécondation, ce qui
modifie les fréquences des allèles d’une génération à une autre. Ainsi, un allèle
dont la présence est sans conséquence sur la fertilité et la survie des individus varie
d’une génération à une autre sous le seul effet du hasard. C’est la dérive génétique.
Cette dernière est d’autant plus marquée que les populations sont de faibles
effectifs.
1.4
Sciences de la vie
Génétique et évolution
DE LA DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS A L’EVOLUTION DE LA BIODIVERSITE
.
Prétest
Comment expliquer
l’apparition d’éléphants
sans défense.
Activité 1
Modification des
populations au cours du
temps
Livre belin p 58-59
Compléments :
Bordas p64-65
Logiciel « évolution
allélique »
Activité 2
Comprendre l’histoire
d’une population
Ex des éléphants
Bordas p66-67

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Lors d’une migration, le hasard joue aussi un rôle dans la modification des
populations : les migrants emportent un échantillon aléatoire des allèles de la
population initiale, la fréquence des allèles dans la nouvelle population ne sera
donc pas la même que dans la population de départ. Cette forme particulière de
dérive génétique est qualifiée d’effet de fondation.
> Evénements impromptus
A une autre échelle, l’évolution de la biodiversité peut être modifiée, voire
bouleversée, par des événements impromptus. Ex : chute météorite + volcanisme
important au moment de la crise KT. Il peut aussi s’agir d’événement plus localisés.
I.3. La sélection naturelle
On doit la formulation de cette idée à Charles Darwin (1859) (à cette même époque
Alfred Wallace arrive aux mêmes conclusions).
> A un instant donné, les individus d’une population ont une survie et une fertilité
différentes selon les conditions du milieu (accès aux ressources alimentaires,
compétition avec d’autres espèces…). Ce dont le phénotype est favorisé vivront
plus longtemps, se reproduiront d’avantage et laisseront plus de descendants. Ainsi
la fréquence des allèles qu’ils portent augmentera à la génération suivante. C’est la
mécanisme de sélection naturelle.
> Conditions d’application de la sélection naturelle
La sélection naturelle s’applique à trois conditions :
 Les êtres vivants présentent une variabilité ;
 Cette variabilité est au moins en partie héritable ;
 Cette variabilité est corrélée à une variation du succès reproducteur.
La sélection naturelle est un mécanisme automatique et aveugle, c'est-à-dire
dépourvu d’intention vis-à-vis du résultat produit.
>> Hasard et sélection naturelle agissent simultanément pour transformer les
populations. Ce sont deux mécanismes à l’origine de la biodiversité génétique et
phénotypique des populations au cours des générations. On appelle évolution
biologique ces modifications des populations.
>> Histoire des sciences :
Comprendre la formulation de la sélection naturelle par Darwin.
.

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II. DE L’EVOLUTION DES POPULATIONS A L’EVOLUTION DES ESPECES
III.1. Spéciation & extinction des espèces
> Une espèce est temporaire
Une espèce peut être définie comme une population d’individus suffisamment
isolés génétiquement des autres populations. Elle n’existe que pendant une durée
de temps finie.
L’espèce disparait :
 Si l’ensemble des individus concernés disparait ;
 Si elle cesse d’être isolée génétiquement
Au contraire, lorsqu’un nouvel ensemble d’individu s’individualise, une espèce
supplémentaire apparait : c’est ce qu’on appelle la spéciation.
L’événement déterminant dans tout le processus de spéciation est l’apparition d’un
isolement reproductif entre deux populations. Plusieurs situations peuvent aboutir
à un tel résultat.
> la spéciation par isolement géographique (allopatrique)
Il peut arriver que deux populations d’une même espèce se retrouvent isolées
géographiquement (modification climat, milieu, action de l’Homme…).
Les deux populations évoluent indépendamment sous effet de la dérive génétique
et la sélection naturelle.
Parfois, il est possible que les différences deviennent telles que, même réunies à
nouveau, les populations ne sont plus interfécondes. Elles forment alors deux
espèces distinctes.
> la spéciation sans isolement géographique (sympatrique)
Au sein d’une population et dans un même lieu, il existe souvent une variabilité des
individus pour un certain nombre de caractère (par exemple : comportement
alimentaire).
Il peut arriver que les hybrides présentant un caractère « intermédiaire » soient
défavorisés parce que mal adapté, alors que les individus présentant des caractères
plus marqués, dans un sens ou dans l’autre, apparaissent au contraire mieux
adaptés à leur milieu de vie. La sélection naturelle va favoriser les individus qui ont
tendance à se reproduire avec un partenaire de même type. A terme, deux
populations coexistent sur le même territoire mais ne se reproduisent plus ayant,
par exemple, adopté des comportements reproducteurs différents. Si l’isolement
reproducteur est atteint, elles forment deux espèces distinctes.
III.2. Définition de l’espèce
> Les définitions pré-évolutionnistes
Avant le développement de la théorie darwinienne de l’évolution, l’espèce est
conçue comme une entité stable et permanente. Une espèce est définie par
rapport à un type : tous les individus qui lui ressemble (et lui sont interfécond) sont
rattachés à cette espèce.
L’existence d’une variation par rapport au type de référence est alors considérée
comme une anomalie ou comme non significatif.
Les scientifiques ont alors une vision discontinue de la biodiversité, triée en groupes
n’ayant pas de liens entre eux. Puisque les espèces ont toujours existé et sont
Activité 3
De l’évolution des
populations à l’évolution
des espèces
Livre belin p60/61
Activité 3bis
Deux exemples de
spéciations
Bordas 68/69
Activité 4
La notion d’espèce au
cours du temps

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stables, la question de l’origine des espèces ne se pose pas et relève de la
théologie.
> Une conception évolutionniste
Au XIXe siècle, la pensée évolutionniste modifie complètement le concept d’espèce.
La variabilité des individus n’est plus considérée comme une anomalie, mais, au
contraire, comme un attribut essentiel et apparait comme le moteur de l’évolution.
L’idée d’une filiation entre les espèces s’impose et la question des origines des
espèces est envisagée sur le plan scientifique.
Dans l’arbre des êtres vivants, une espèces est alors définie comme une sous-partie
du réseau généalogique, un rameau qui diverge définitivement de la branche dont il
est issu.
> Des critères pour définir une espèce
Définition typologique
Définition biologique
Critères
critères de
ressemblances
deux individus sont de la
même espèce s’ils se
ressemblent.
critère d’interfécondité
deux individus
appartiennent à la même
espèce s’ils peuvent se
reproduire ensemble et si
leur descendance est
fertile.
Définition
un individu appartient à
une espèce s’il ressemble
au « type » de cette
espèce (individu de
référence décrit
scientifiquement et
conservé dans un musée).
deux individus
appartiennent à la même
espèce s’ils peuvent se
reproduire ensemble et si
leur descendance est
fertile.
Avantage
facile à utiliser la plupart
des cas
Cohérent avec la théorie
de l’évolution
Inconvénients
parfois difficilement
compatible avec diversité
des individus.
Non testable sur les
fossiles et sur la plupart
des espèces actuelles
(élevage impossible par
exemple)
On utilise aussi définition écologique : par exemple chez les végétaux, des individus
qui n’ont pas la même période de floraison ou qui occupent des milieux de vie
différents ne peuvent pas se reproduire et appartiennent, sans doute, à des
espèces différentes.
>> Histoire des sciences :
Notion essentialisme/nominalisme
Conclusion
La biodiversité telle qu’on l’observe à une période donnée est à la fois le résultat et
une étape de l’évolution.
Mots clés : dérive génétique, sélection naturelle, spéciation, espèce, évolution.