Evolution et classification du vivant

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Évolution et classification du vivant
Emmanuel Bernier
Quelques dates
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15 MMa
4,8 MMa
4,5 MMa
3,8 MMa
800 Ma
700 Ma
470 Ma
450 Ma
370 Ma
225 Ma
145 Ma
65 Ma
55 Ma
50 Ma
6 Ma
2,5 Ma
40000 a
50 a
30 a
: le Big Bang
: le système solaire
: la Terre
: l’apparition de la vie
: les végétaux
: les animaux
: les poissons
: la vie terrestre végétale
: la vie terrestre animale (amphibiens)
: les dinosaures
: les 1ers mammifères
: l’extinction des dinosaures
: la radiation des mammifères
: les archéocètes
: le 1er hominidé (bipède)
: le 1er Homo (Homo habilis)
: l’homme moderne (Homo sapiens sapiens)
: la FFESSM
: l’ADAMS
La théorie de l’évolution
•
Lamarck (1800) : usage / désuétude, la fonction créé l'organe, hérédité des
caractères acquis
•
Darwin (1859, soit 7 ans avant la publication du résultat des travaux de Mendel
sur l’hérédité) ; 3 principes :
– Mutation aléatoire des individus (descendance avec modifications)
– Transmission des caractères aux descendants
– Sélection naturelle des plus «aptes» : «struggle for life»
•
Pressions de sélection : les changements de l’environnement (biotope et
biocénose)
•
Néo-Darwinisme : enrichissement de la théorie de l’évolution par la génétique et
d’autres nouvelles disciplines (écologie, biologie moléculaire,…)
•
Les grandes extinctions : disparité - décimation - diversification  redistribution
des niches écologiques
Les grandes extinctions
Contraintes du biotope
•
Milieu marin
– Dense
– Faible concentration d’oxygène
– Équilibre osmotique
•
Milieu dulcicole
– Température variable
– Faible concentration d’oxygène
– Pression osmotique
•
Milieu terrestre
– Variabilité des conditions
– Sec : déshydratation
– Gravité
autotrophes
hétérotrophes
hétérotrophes
producteurs de matière
organique
réducteurs de matière
organique
oxydeurs de matière
organique
végétaux
champignons
animaux
-800 Ma
-700 Ma
-700 Ma
protistes
(protozoaires et
protophytes)
eucaryotes (noyau)
Les règnes du vivant
multicellulaires
unicellulaires
-900 Ma
(parasites, amibes,
foraminifères, µ-algues, ...)
procaryotes
unicellulaires
pas de noyau
-3,8 MMa
(bactéries, algues bleues)
Autotrophie / Hétérotrophie
Un besoin vital : l’échange de matière et d’énergie (= alimentation ou trophisme)
Molécules organiques « CHONP »
Photosynthèse :
= synthèse de matière organique endogène
= autotrophie
= production primaire
= végétal
6 CO2 + 6 H2O + Elumineuse  C6H12O6 + 6 O2
Oxydation :
= assimilation de matière organique exogène
= hétérotrophie
= digestion
= animal
matière organique + O2  énergie
Décomposition :
= recyclage de matière organique exogène
= champignons, bactéries
Végétaux marins
Les végétaux produisent de la matière organique par photosynthèse :
énergie du soleil + matière minérale  matière organique
(selon le pigment utilisé pour la photosynthèse)
rouges : algue à crochets, coralline, lithophyllum
algues
brunes : padine, cystoseire (rouge !)
-800 Ma
vertes : acétabulaire, codium, caulerpe, halimède
tissus non différenciés
 un corps (thalle) pigmenté, siège de la photosynthèse
plantes à fleurs
posidonies, cymodocées, zostères
-55 Ma
tissus différenciés
 feuilles, tige, vaisseaux, racines
Les 5 problèmes essentiels des animaux
•
Alimentation : trouver, capter et transporter le carburant aux cellules
•
Oxygénation : absorber et transporter le comburant aux cellules
•
Excrétion : éliminer des déchets métaboliques
•
Protection : retarder la fin
•
Reproduction : durer après la fin
La façon de résoudre ces 5 problèmes distingue les grands plans
d’organisation : différentes stratégies face aux mêmes problèmes
Morphogenèse : stratégies de protection
carangue
les planqués
calmar
poulpe
les véloces
ange
araignée
annélide
nudibranche
méduse
pecten
langouste
holothurie
vers plat
les éliminés
éponge
molle
corail
porcelaine
oursin
†
anémone
les immangeables
les coffre-forts
éponge
dure
étoile
ascidie
composée
ascidie
solitaire
Morphogenèse : organisation anatomique
carangue
calmar
poulpe
ange
araignée
annélide
pecten
nudibranche
langouste
holothurie
vers plat
bilatéraliens
porcelaine
méduse
oursin
étoile
radiaires
anémone
éponge
molle
corail
éponge
dure
ascidie
composée
ascidie
solitaire
Principaux embranchements de la vie animale marine
mollusques
(moules, poulpes,
nudibranches, porcelaines)
annélides
plathelminthes
(vers de feu, spirographes)
(vers plats)
es
mat
o
l
e
o
ac
échinodermes
bryozoaires
(oursins,étoiles de mer,
holothuries)
ecdy
s
ozoa
ir
es
iens
stom
proto
cténaires
(béroé)
cnidaires
(corail, méduses,
anémones)
spongiaires
(éponges)
diplo
blast
iques
(poissons, dauphins)
dé
s
s
ire
oa
oz
ch
arthropodes
(langoustes, crabes)
vertébrés
(ascidies)
ro
ot
ph
lo
lophophoriens
tuniciers
ch
or
(dentelle de Neptune,
faux corail)
stiques
iplobla
tr
(
s
n
bilatérie elomates)
co
s
ien
om
t
s
téro
deu
Structure des triploblastiques
• Ectoderme
3 « couches »
• Mésoderme
• Endoderme
acœlomate
pseudo-cœlomate
cœlomate
Classification traditionnelle des espèces
•
Carl Linné au milieu du XVIIe siècle (Aristote,…)
•
Approche basée sur les similarités (mais pas toutes), et sur l’importance des
différences morphologiques et écologiques (subjectif)
•
Espèce : individus inter-féconds à descendance féconde
•
EmClOFaGE : Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce
Exemple de l’homme :
Embranchement (Phylum)
Sous-Embranchement
Super-Classe
Gnathostomes
Classe
Sous-Classe
Ordre
Sous-Ordre
Famille
Genre
Espèce
: Chordés
: Vertébrés
:
: Mammifères
: Placentaires
: Primates
: Simiens
: Hominidés
: Homo
: sapiens
Cladistique
•
Basée uniquement sur les caractères homologues
•
Approche évolutionniste plus stricte et objective
•
Ne s’intéresse qu’aux groupes monophylétiques (incluant TOUS les
descendants d’un ancêtre commun et SEULEMENT ses descendants)
lépidosauriens
chéloniens
oiseaux
lépidosauriens
crocodiliens
chéloniens
oiseaux
crocodiliens
archosauriens
reptiles
diaspides
saurospides
Approche traditionnelle
(Linné)
Approche cladistique
Répartition du nombre d’espèces connues
8%
7%
10%
4%
16%
protistes
végétaux
champignons
animaux
70%
6%
mollusques
arthropodes
vertébrés
autres
79%
Euraryotes par règne
Animaux par embranchement
Bibliographie
•
L’origine des espèces – C. Darwin – Flammarion 1992
•
La mer et la vie – Y. Paccalet – Larousse 1994
•
Atlas de biologie – G. Vogel – LGF 1994
•
L’aventure animale – J. Bailenger – Belin 1995
•
L’éventail du vivant – SJ. Gould – Seuil 1997
•
L’évolution – H. Le Guyader – Belin (Pour la Science) 1998
•
Dictionnaire étymologique de zoologie – B. Le Garff – D&N 1998
•
La diversité du vivant – M. Lamy – Le Pommier 1999
•
Se nourrir, se reproduire et autres fonctions du vivant – M. Lièvremont – Le
Pommier 1999
•
Principes de zoologie – C. Chapron – Dunod 1999
•
La valse des espèces – Hors série Pour la Science - 2000
•
La théorie de l’évolution – P. David, S. Samadi – Flammarion 2000
•
Classification phylogénétique du vivant – H. Le Guyader – Belin 2001
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