L`évolution selon Darwin - Collège Lionel
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L’évolution Comment est-il possible que nous ayons des primates pour ancêtres? Chapitre 22 et 23 Collège Lionel-Groulx Plan du cours • • • • • • La théorie de l’évolution de Lamarck La théorie de l’évolution de Darwin et Wallace La théorie synthétique de l’évolution La matière première de l’évolution Les moteurs de l’évolution Les preuves convergentes de l’évolution Collège Lionel-Groulx L’arrivée du concept d’évolution des espèces • Des géologues émettent l’hypothèse que les processus géologiques du passé sont les mêmes que ceux d’aujourd’hui. Ceux-ci étant lents et continus, la Terre aurait bien plus que 6000 ans! • En 1809, Lamarck publie sa théorie de l’évolution: il décèle des lignées dans des fossiles Collège Lionel-Groulx La théorie de Lamarck • Premier à pouvoir expliquer l’adaptation des espèces à leur milieu et les archives géologiques • Théorie basée sur deux principes: • L’usage et le non-usage • Hérédité des caractères acquis Collège Lionel-Groulx Théorie de l’évolution de Lamarck Collège Lionel-Groulx Quels problèmes y a-t-il avec la théorie de Lamarck? Collège Lionel-Groulx La théorie de l’évolution de Darwin Sa théorie choque! Naturaliste anglais, né en 1809 Publie On the Origin of Species en 1859 Caricature publiée en 1871 Collège Lionel-Groulx Théorie darwinienne décortiquée 1. Potentiel de fécondité exponentielle pour toutes les espèces 2. Pourtant, la taille des populations est stable 3. Ressources limitées → compétition entre individus d’une espèce = fraction de survivants Collège Lionel-Groulx Théorie darwinienne décomposée 4. Variation phénotypique entre les individus 5. Variations sont héréditaires → survie dépend partiellement des caractères héréditaires → les caractères favorables s’accumulent au fil des générations Collège Lionel-Groulx La théorie de Darwin • Évolution = descendance modifiée • L’adaptation est explicable par la sélection naturelle • La sélection naturelle correspond à l’inégalité des chances de reproduction entre membres d’une population • Ces inégalités existent grâce à la variabilité des phénotypes entre les individus Collège Lionel-Groulx L’évolution, ce n’est qu’une théorie? En sciences, théorie ≠ hypothèse Théorie = énoncé global fondé sur des bases solides (ex.: théorie de la gravitation de Newton ou théorie de la relativité restreinte d’Einstein) Théorie ≠ dogme Collège Lionel-Groulx Résumé de la théorie synthétique de l’évolution Potentiel de fécondité exponentiel pour les organismes Compétition pour les ressource: lutte pour l’existence Les ressources sont limitées Les caractères varient d’un individu à l’autre Les individus plus aptes augmentent en fréquence: sélection naturelle Une partie de la variabilité entre les individus est héritable car elle est génétique Collège Lionel-Groulx Changements permanents dans la composition génétique (ou fréquence allélique) des individus: évolution La matière première de l’évolution • Évolution = impossible si tous les individus sont des clones • La diversité génétique est donc primordiale!!! • D’où vient cette diversité entre individus? Collège Lionel-Groulx Sources de diversité génétique • Variations alléliques grâce aux: • Mutations ponctuelles • Mutations chromosomiques: réarrangement de l’ADN • Duplications, délétions, translocations • La recombinaison des allèles grâce à: • La méiose • La procréation sexuée Collège Lionel-Groulx Moteurs de l’évolution • L’évolution = changement de fréquence allélique • Quelles sont les « forces » qui engendrent ce changement? • La sélection naturelle: force principale • La dérive génétique: fruit du hasard! • Effet fondateur • Effet d’étranglement • Le flux génétique entre populations Collège Lionel-Groulx Moteur 1: la sélection naturelle le seul processus qui permet une adaptation à l’environnement Collège Lionel-Groulx Effets de la sélection naturelle sur la variation de phénotype Collège Lionel-Groulx Moteur 2: la dérive génétique l’effet fondateur • La fréquence allélique d’une nouvelle colonie n’est pas nécessairement le reflet de celle de la population d’origine • Exemple: ataxie de Charlevoix-Saguenay et fibrose kystique Collège Lionel-Groulx Moteur 2: la dérive génétique l’effet d’étranglement - catastrophe Changement de fréquence allélique Collège Lionel-Groulx Moteur 3 – Le flux génétique • Le processus du « métissage » • Des allèles peuvent être gagnés dans une population par des migrations • L’arrivée de nouveaux allèles change la fréquence allèlique En résumé • L’évolution des différentes formes de vie est explicable par le travail d’une matière première par une force • Matière première: les variations génétiques entre individus d’une même espèce • Forces • La sélection naturelle: inégalité des chances de reproduction entre individus d’une même espèce, mène à l’adaptation à son milieu • La dérive génétique: fruit du hasard, ne mène pas à l’adaptation à son milieu (effet fondateur, effet d’étranglement, flux génétique) • Au final, on obtient différentes formes de vie issues d’ancêtres communs plus ou moins lointains • Avons-nous des preuves des liens de parenté entre espèces? Collège Lionel-Groulx Les preuves convergentes de l’évolution: • Les observations directes • L’évolution de l’antibiorésistance • La sélection naturelle suite à un changement environnemental (ex.: phalène du bouleau) • Les homologies • Les homologies moléculaires (ADN et protéines) • Les homologies anatomiques • Les organes vestigiaux • Les homologies embryologiques • L’évolution convergente analogies • Les archives fossiles • La biogéographie • Les imperfections de la nature Collège Lionel-Groulx L’antibiorésistance Collège Lionel-Groulx Phalènes du bouleau Avant la révolution industrielle Après la révolution industrielle Lichens et peu de saleté sur les bouleaux, les papillons pâles sont avantagés et plus nombreux. Peu de lichens et saleté abondante sur les bouleaux, les papillons foncés sont avantagés et plus nombreux Collège Lionel-Groulx Homologies moléculaires L’ADN entre espèces qui partagent un ancêtre commun récent est plus similaire qu’avec une espèce qui partage un ancêtre commun plus lointain. C’est la même chose pour les protéines. Campbell et Reece 2007 Rappel: labo phylogénie Collège Lionel-Groulx Homologie anatomiques: anatomie comparée Collège Lionel-Groulx Homologie anatomiques: organes vestigiaux Collège Lionel-Groulx Homologies embryologiques Collège Lionel-Groulx Évolution convergente: les similarités anatomiques n’indiquent pas toujours un lien de parenté! • Homologie: similarités dues à une ascendance commune • Les structures similaires ne sont pas toujours des homologies • Ce sont parfois plutôt des analogies issues de l’évolution convergente • Autres exemples: les ailes des insectes et celles des oiseaux, les nageoires des poissons et celles des baleines… Collège Lionel-Groulx Utilisation des homologies pour construire un arbre phylogénétique Collège Lionel-Groulx Les archives fossiles Exemple: le lien entre Bambi et Willy Collège Lionel-Groulx Les archives fossiles Exemple: le lien entre Bambi et Willy Collège Lionel-Groulx La biogéographie La biogéographie est l’étude de la distribution géographique des espèces sur la surface de la planète. • Sur une île, est-ce que les espèces ressembleront plus à celles d’un autre endroit au climat similaire ou aux espèces habitant le continent le plus proche? • Si l’Amérique du Sud s’est séparée de l’Afrique il y a 80 millions d’années et que l’origine des grands singes en Afrique date de 20 millions d’années, devraient-ils être présents en Amérique du Sud? Collège Lionel-Groulx La sélection est un bricoleur: la nature est imparfaite Ouakari chauve, Cacajao calvus (primate) • La sélection ne crée pas à partir de rien, elle modifie ce qui existe déjà. • Bien que la vie soit extraordinaire, il existe plusieurs imperfections dans la nature. • L’existence de celles-ci suggèrent une évolution plutôt qu’une création. Collège Lionel-Groulx Organismes parfaits? Exemple de l’absorption du nitrate (NO3-) par les racines • Pourquoi pas une pompe à NO3-? • La pompe à protons est sûrement arrivée avant le symporteur H+/NO3Collège Lionel-Groulx En conclusion • Une multitude de sciences indépendantes obtiennent des résultats convergents démontrant le fait de l’évolution • La théorie de l’évolution n’est pas un dogme: celle-ci change et est perfectionnée au fil des percées scientifiques et des observations accumulées • L’arbre généalogique des espèces est conséquemment en constant remodelage Collège Lionel-Groulx
