Evolution et homologie - Université Paris-Sud

Evolution et homologie
Marc Girondot
Génotype vs. phénotype
! Le Génotype correspond à l'information
contenue dans les gènes portés par un
individu.
! Le Phénotype correspond à l'ensemble des
caractères de l'individu.
! Les caractères d'un individu ont à la fois
une base génétique et une base
environnementale.
Sélection
! Mécanisme par lequel certains génotypes seront
plus transmis à la génération suivante.
! Pour qu'une sélection s'opère, il est nécessaire
d'avoir des valeurs sélectives différentes (ou
fitness) selon les individus.
! La valeur sélective inclut donc à la fois une
composante de survie et une composante de
reproduction.
Les variants génotypiques
! L'apparition de variants génotypiques fait
appel aux mutations, changement dans
l'ADN au niveau d'une cellule germinale.
! Notez que chez les animaux, la sélection
s'effectue sur le produit du zygote alors
que chez les végétaux elle peut se
produire dès le gamétophyte.

Adaptation
! L'adaptation est à la fois le mécanisme par
lequel un variant est sélectionné et le
produit de cette sélection.
! La tautologie n'est qu'apparente si on
garde cela à l'esprit.
Plasticité phénotypique
! La plasticité phénotypique inclut tous les
processus qui à partir d'un même génotype
peuvent conduire à plusieurs phénotypes
distincts.
La plasticité phénotypique
! Exemple des bonsaïs
naturels
Eastern White Pine (Pinus strobus L.)
La plasticité phénotypique
! La plasticité phénotypique peut fournir un
phénotype avantageux mais celui-ci
n'ayant pas initialement une base
génotypique, il ne pourra pas être soumis
à la sélection.
! Par contre les modalités de la plasticité
phénotypique elle-même peuvent être
soumise à sélection.

Evolution
! Changement au cours du temps
" Ce n'est pas un progrès, pas une amélioration, etc…
! On distingue la micro-évolution
◦ Changement affectant une espèce avec une échelle de
temps restreinte - Génétique des populations
◦ C'est à ce niveau que la mutation doit être analysée
! Et la macro-évolution, qui va affecter les
espèces sur une échelle de temps beaucoup plus
importante.
◦ C'est à ce niveau que l'adaptation est généralement
analysée
Macro-évolution vs. micro-
évolution
Certains pensent qu'il y a une différence qualitative entre
ces deux notions.
D'autres, dont moi, pensent que la différence n'est que
quantitative et que ce sont les mêmes mécanismes qui
s'appliquent aux deux phénomènes mais à des échelles de
temps différentes.
L'étude de l'évolution
! Distinction entre « pattern » et « process »
◦ L 'étude des « pattern » fait appel à
l 'observation et regroupe l 'ensemble des
disciplines de l 'anatomie comparée
◦ L 'étude des « process » fait appel à
l 'expérimentation ou à l'observation avec une
forte base théorique.
Mécanismes de l'évolution
! Variation aléatoire qui peut être retenue
◦ Par sélection
◦ Par neutralité
◦ Par dérive

Reconstruire l'évolution
! L'évolution ne doit pas être pensée
comme une « échelle des êtres »:
poisson->amphibien->reptile->mammifère
Phylogénie
.
Echinodermes
Urochordés
Céphalocordés
Myxines
Lamproie
Chondrichthyens
Actinoptérygiens
Crossoptérygiens
Dipneustes
Amphibiens
Sauropsidés
Mammifères
Deutérostomiens
Cordés
Myomérozoaires
Crâniates
Vertébrés
Gnathostomes
Ostéichthyens
Sarcoptérygiens
Tétrapodes
Amniotes
Rhipidistia
Le cadre de réflexion doit être une phylogénie
Les$Phylogénies$
! La phylogénie représente la généalogie
des différents groupes vivant ou ayant
vécu sur la terre.
! Avant 1850, le cadre de réflexion était
purement fixiste et créationiste.
Le$«$monde$»$fixiste$
! Les espèces sont apparues sur la terre
telles qu’on les voit actuellement.
Actuellement
"Création"
• Comment expliquer la présence de fossiles ?

Le$fixisme$face$aux$fossiles$$
! Les fossiles ne sont pas des traces
d’organismes vivants (ex. Ammonites)
! Ils ne sont que le «!jeu de la nature!»
Les$fossiles…$
! Les fossiles sont des organismes vivants
toujours existant quelque part sur la
terre (ou sous !)
! Par exemple, les mammouths sont des
animaux fouisseurs difficiles à observer
◦ Les voyageurs naturalistes du XVIIIème
siècle rapportent quantité de nouvelles
formes vivantes, mais les fossiles manquent
toujours à l!’appel...
La$théorie$des$révolutions$
! Pour expliquer la présence de fossiles, il «!suffit!» de proposer
des séries d!’extinction/ création (Georges Cuvier, 1800).
Actuellement
"Création"
"Création"
"Création"
• Comment expliquer que des formes connues chez les
fossiles soient toujours présentes ?
1769-1832
Cuvier est un des pères
fondateur de l’anatomie
comparée et voit l’organisme
comme un tout dont chacune des
parties est en interconnexion
étroite avec les autres. Il refuse la
notion de changement progressif
qui détruirait l’harmonie du
corps.
Théorie des catastrophes
! L’élève de Cuvier, Louis Agassiz
complète cette théorie pour
expliquer la présence d’espèces
passant les catastrophes.
! La dernière catastrophe étant
le déluge biblique dont Agassiz
connaissait bien les traces
dans sa Suisse natale.
1807-1873
Actuellement
"Création"
"Création"
"Déluge"
"Création"
"Création"
"Création"
"Création"