Evolution et classification du vivant
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Évolution et classification du vivant Emmanuel Bernier Quelques dates • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 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
