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Mécanismes de l’évolution Page 30 • Les niveaux d’intervention • Substitution paires de bases → ADN. – Individu • Lutter pour la survie → succès reproducteur (sélection naturelle). – Population • Sélection naturelle individus → adaptation. – Espèce MICROEVOLUTION – Moléculaire • Evénements chaotiques (grandes extinctions). MACROEVOLUTION 1 La microévolution Page 30 • Anciens organismes → organismes modernes → remarquables similitudes dans toutes les formes de vie. → diversité de la vie. 2 La microévolution Page 30 • Le processus fondamental = variation génétique sur laquelle les forces sélectives agissent → évolution 3 La microévolution Page 30 Hérédité Variation Reproduction différentielle 4 Définition de l’évolution Page 31 = La descendance avec modification (ancêtre commun) • Qu’est-ce qui est modifié? • La fréquence allélique dans une population au cours du temps La fréquence allélique est la fréquence à laquelle se trouve l'allèle d'un gène dans une population. On l'exprime comme une proportion ou un pourcentage. La somme des fréquences alléliques de tous les allèles d'un gène dans une population est donc par définition égale à 1. 5 La descendance avec modification Page 31 • Les différences génétiques sont héritables et transmissibles à la génération suivante. • Evolution: changements à long terme 6 La descendance avec modification Page 31 • 2 exemples de changements: – N°1 : Coléoptère au régime Comment cela s’est-il produit? – N°2: Coléoptères de différentes couleurs Quel exemple illustre la descendance avec modification ? Un changement de fréquence allélique au cours du temps ? 7 Les facteurs (5) → microévolution Page 31 • La dérive génétique • Le flux génétique (migration) • La mutation • L’accouplement non aléatoire • Sélection naturelle 8 La dérive génétique Page 32 Définition: Changement aléatoire des fréquences alléliques dans une population. diploïde ↑ fréquence allélique brune dans la population 9 La dérive génétique Page 32 • 2 situations: – L’effet d’étranglement • Réduction considérable de la taille d’une population causée par des situations désastreuses. – L’effet fondateur • Migrants quittant une population pour en fonder une nouvelle dans un nouvel environnement. 10 L’effet d’étranglement Page 33 Séismes – inondations – incendies … Modification de la fréquence allélique 11 L’effet d’étranglement Page 33 • Exemple: les éléphants de mer boréaux 12 L’effet fondateur Page 33 Migrants → îles – archipels… Modification de la fréquence allélique 13 L’effet fondateur: exemple • Les pinsons de Darwin : Archipel des Galápagos (province de l'Équateur), à environ 960 km à l’ouest de l’Amérique latine 13 grandes îles,17 petites îles et nombreux îlots nés d'éruptions volcaniques 14 Le flux génétique =migration Page 34 • Les populations ne sont pas complètement isolées Échanges de gamètes ↑ fréquence allélique brune dans la population 15 Mutation Page 34 • Phénomène rare (1 mutation (locus) / 105 à 106 gamètes • Plusieurs types de mutations 16 Mutation • 2 types: – Somatiques (¢ du corps) • Non transmises à la descendance → importance évolutive – Germinales (spermatozoïdes / ovocytes) • Transmises à la descendance → importance évolutive 17 Mutation • Germinale: – Effets: • Changement du phénotype – ADN sans fonction – ADN qui code pour protéine (pas de modification d’a.a) • Petits changements du phénotype • Grands changements du phénotype 18 Mutation Page 34 • Phénomène rare (1 mutation (locus) / 105 à 106 gamètes • Plusieurs types de mutations La mutation représente sur le long terme, un facteur très important de l’évolution car elle constitue la source première de variation génétique, la matière brute de la sélection naturelle ↑ fréquence allélique brune dans la population 19 L’accouplement non aléatoire Page 35 • Chez les espèces qui se dispersent peu → endogamie = croisement entre des individus étroitement apparentés – Cas extrême: autofécondation chez les végétaux ↑ fréquence des génotypes homozygotes aux dépens des génotypes hétérozygotes. 20 L’accouplement non aléatoire Page 35 • L’endogamie → ↓ de la valeur adaptative des descendants. Déclin de la survie ↓ fécondité la capacité d'un individu d'un certain génotype à se reproduire 21 La sélection naturelle Page 35 • Variabilité génétique entre les individus = matière première. 22 Les sources de variabilité génétique • 3 sources primaires: – Les mutations – Le flux génétique (migration) – La reproduction sexuée 23 La reproduction sexuée DF3 • Permet l’introduction de nouvelles combinaisons de gènes dans une population = brassage génétique (méiose) 24 La méiose (déroulement) DF3 La méiose: - Méiose I - Méiose II Séparation des chromosomes homologues Séparation des chromatides sœurs 25 Le crossing over DF3 • Echanges de morceaux d’ADN entre des chromatides homologues ↑ la diversité génétique 26 Répartition aléatoire des chromosomes DF3 27 La reproduction sexuée le père a un grand nez la mère a des sourcils fournis le fils hérite le grand nez et les sourcils fournis 28 La sélection naturelle Page 35 • Variabilité génétique entre les individus = matière première. Inégalité du succès reproductif. 29 La sélection naturelle Page 35 • Idée centrale de Darwin Variabilité dans les traits Reproduction différentielle Hérédité Résultat final: la coloration brune est le trait le plus avantageux → trait commun dans la pop 30 La sélection naturelle Page 35 • Action sur la variabilité génétique – Réduire • Retire les allèles nuisibles – Maintenir • Hétérozygotes sont plus aptes que les homozygotes Drépanocytose 31 Les globules rouges (GR) • L’hémoglobine (Hb) – Structure 32 Les anémies • Anémie à hématies dépranocytose: Page 36 falciformes ou 33 La sélection naturelle Page 36 • Variabilité génétique entre les individus = matière première. Evolution adaptative → Valeur adaptative Inégalité du succès reproductif. ↑ fréquence allélique brune dans la population 34 La valeur adaptative Page 36 • Lutte pour l’existence et survie du plus apte – Confrontation directes et violentes sont rares → Le succès reproducteur s’obtient de manière subtile et passive – Mesure de la valeur adaptative • La contribution qu’apporte un individu au patrimoine génétique de la génération suivante. 35 Le succès reproducteur Page 36 • La survie est une condition pour le succès reproducteur mais elle ne le garantit pas. – Organismes stériles. La sélection naturelle comporte de nombreux facteurs → survie et sur la fécondité 36 L’objet de la sélection naturelle Page 36 • Sur quoi la sélection naturelle agit-elle? – Phénotype (caractères physiques, physiologie (métabolisme) et comportement) des individus → La population qui s’adapte (évolue) Maintien dans son patrimoine génétique les gènes → phénotypes favorables La valeur adaptative globale d’un génotype varie selon que ses effets favorables dépassent ou non ses effets défavorables sur le succès reproductif. 37 Les modes de sélection naturelle Page 37 • 3 modes de sélection naturelle (phénotypes favorisés) 38 La sélection sexuelle Page 38 • Chez de nombreuses espèces: Femelles ≠ mâles - organes sexuelles différents. - caractères sexuels secondaires spécifiques = dimorphisme sexuel). Le mâle est plus voyant que la femelle 39 La sélection sexuelle Agit sur: • La capacité d’un organisme reproduire (par tous les moyens) Page 38 à se 40 La sélection sexuelle • Agit dans deux sens: – Compétition entre mâles = sélection intrasexuelle – Le choix des femelles = sélection intersexuelle 41 La sélection sexuelle Page 38 42 La sélection sexuelle Page 38 => Produit des caractéristiques nuisibles à la survie des individus Les avantages qu’elles procurent l’emportent sur les inconvénients qu’elles provoquent 43 L’origine des espèces Page 39 • Espèce en latin = catégorie ou apparence – Linné s’est basé sur la morphologie pour classer les organismes • Problèmes avec définition morphologique 44 L’origine des espèces Page 39 • La définition biologique de l’espèce – Un groupe d’individus dont les membres peuvent s’accoupler et produire une progéniture féconde. 45 L’isolement reproductif Page 39 • Définition – Tout facteur qui empêche deux espèces de produire des hybrides féconds 46 L’isolement reproductif Pages 39-40 Accouplement Fécondation Développement 47 La biogéographie des espèces Page 41 • Condition préalable à l’apparition d’une nouvelle espèce (spéciation): Le patrimoine génétique d’une pop doit se trouver séparé de celui des autres pop de la même espèce 48 La biogéographie des espèces Page 41 • 2 modes de spéciation – Allopatrique Barrière géographique → isolement physique – Sympatrique Lien géographique existant entre la nouvelle espèce et l’espèce ancestrale Sous-pop isolée au sein d’une pop mère 49 La spéciation allopatrique Page 42 • Phénomènes géologiques → division d’une pop. 50 La spéciation allopatrique Page 42 • Conditions favorisant cette spéciation: – Isolement du patrimoine génétique = ok – Microévolution → différences de phénotypes (pop) – Petite population 51 La spéciation allopatrique Page 42 52 La spéciation allopatrique Page 42 • Exemples: – Platanes d’Amérique Platanes d’Europe – – Espèces (isthme de Panama) 53 La spéciation allopatrique en rafales Page 43 • Radiation adaptative (archipels): 54 La spéciation allopatrique en rafales Page 43 • Radiation adaptative (archipels): 55 La spéciation sympatrique Page 43 • Emergence de nouvelles espèces à l’intérieur de l’aire de distribution de populations mères. – En une seule génération • Exemples: – Végétaux 56 La spéciation sympatrique Page 44 57 La spéciation sympatrique Page 44 58 La spéciation sympatrique Page 45 59
