Evolution

Licence de Biologie 1ère année
François BRETAGNOLLE
Evolution,
Comportement
et Ecologie
[email protected]
2009-2010
Plan du cours
Introduction: le pourquoi du comment (1h)
1 - Evolution
1.1 L’évolution: des faits aux théories (2h)
1.2 Les processus évolutifs (5 h)
1.3 Origine et histoire du vivant (1h)
1.4. Applications (1h)
2. Écologie
2.1 Écologie comportementale (2h)
2.2 Écologie: niveaux d’approche et
orientations thématiques
(2h)
2.3 Écologie et changements globaux (2h)
2.4 Écologie des populations et des
communautés (2h)
2.5 Conservation des espaces et des espèces
(4h)
2009
année
Darwin
1809-1882
Okay, it’s time to reveal my identity
I’m the manifestation of tens of millions
Of centuries of sexual selection, best believe
I’m the best of the best of the best of the best
Of generations of competitive pressure genetically
But don’t get upset, ‘cause we’ve got the same pedigree
You and I will find a common ancestor eventually
If we rewind geological time regressively
And I could say the same for this hibiscus tree
And this lizard and the flea and this sesame seed
OK, je révèle mon identité
Je suis le résultat de dizaines de millions
D’années de sélection sexuelle, vous pouvez me croire
Je suis le meilleur du meilleur du meilleur du meilleur
De générations de pression de sélection sur le génome
Mais te prends pas la tête, parce qu’on est du même sang
Toi et moi, on finira par se trouver un paternel commun
Si on remonte le temps géologique assez loin
Et je pourrais dire pareil pour l’hibiscus
Et ce lézard et cette mouche et cette graine de sésame
Tree of Life: the first-known sketch by
Charles Darwin of an evolutionary tree
describing the relationships among
groups of organisms.
Haeckel 1866
Introduction: le pourquoi du comment
Deux questions différentes en biologie :
- comment ça marche ?
- pourquoi ça marche de cette façon
et pas d’une autre ?
La réponse aux questions de type
“comment”: l’approche mécanistique
La réponse aux questions de type
“comment”: l’approche mécanistique
Métabolisme
cellulaire
La réponse aux questions de type
“comment”: l’approche mécanistique
La réponse aux questions de type
“comment”: l’approche mécanistique
La réponse aux questions de type “comment”:
l’approche mécanistique
La réponse aux questions de type “comment”:
l’approche mécanistique
Le pourquoi du comment : forme et fonction
Boeing 747
Airbus A-340
La connaissance du fonctionnement de chaque appareil
ne permet pas de comprendre entièrement l’origine de
leurs différences
Vinci : faire voler plus lourd que l'air : dessin pour une
machine volante (1488)
Otto lilienthal (1891)
Avion III Éole de Clément Ader (1891)
Le pourquoi du comment : forme et fonction
Peugeot 308
Golf 5
Convergence et divergence
Contraintes
techniques
Design
Le pourquoi du comment : forme et fonction
Problématique de l’adaptation
Le pourquoi du comment : forme et fonction
Problématique de l’adaptation
Le pourquoi du comment : forme et fonction
Problématique de l’adaptation
Comment rendre compte du “design” apparent
des organismes ?
Par l’argument
du “grand horloger”
ou du “dessein intelligent”
Le dessein intelligent
Déjà formulé par Platon et Aristote
Argument téléologique (Thomas d'Aquin,
Summa theologica)
« Théologie naturelle », William PALEY (1802)
les organismes sont à la fois très complexes et bien adaptés à
leur milieu.
- soit créés pièce par pièce par un Dieu ingénieur (horloger)
- soit rencontre fortuite et incroyablement productive entre
matière inerte et forces physiques (hasard)
Métaphore de l'horloge
If it could be demonstrated that any complex organ
existed, which could not possibly have been formed by
numerous, successive, slight modifications, my theory
would absolutely break down. (Darwin, 1859)
Complexité irréductible
If it could be demonstrated that any complex organ
existed, which could not possibly have been formed by
numerous, successive, slight modifications, my theory
would absolutely break down. But I can find out no such
case. (Darwin, 1859)
Michael Behe : Le dessein intelligent
"scientifique" (1996)
Problèmes scientifiques
posés par la théorie de
l'évolution
La complexité irréductible
Une unité qui fonctionne est irréductiblement complexe si il
suffit de supprimer un de ses éléments pour que l'ensemble
cesse de fonctionner
La complexité irréductible
Panier de fleurs de Vénus
Éponge tropicale d'eaux profondes
Squelette : réseau de spicules de silice
(SiO2)
Hexactinellida,
"éponges de verre".
Euplectella aspergilum
A l'examen, le squelette d'Euplectella dépasse tout ce que l'on peut
imaginer. Comment des cellules microscopiques quasi indépendantes
peuvent-elles collaborer pour sécréter un million de fragments de verre
et construire une dentelle aussi intriquée et aussi belle? On ne sait pas.
(David Attenborough)
Mais ce n'est probablement pas le hasard
qui l'a conçu !
Watchtower Bible and Tract Society
Photosynthèse : > 70 réactions
chimiques
Le moteur à flagelle des bactéries !
Un axe à rotation libre
Le moteur à flagelle de la bactérie est irréductiblement
complexe (Behe, 1996)
Euglossine mâle peut percevoir
l’odeur des Coryanthes à plus de
8 km.
Le dessein intelligent n'est pas
scientifique !
La science est une connaissance critique
Faire des modèles et les mettre à l'épreuve par
expérimentation et observation
Si le modèle ne résiste pas, faire un nouveau
modèle
Le dessein intelligent n'est pas
scientifique !
Un modèle (ou une théorie) n’est scientifique
que s’il est falsifiable.
A chaque époque
la Science retient
le modèle le plus résistant,
jusque là!
Karl POPPER 1902-1994
Argument du dessein : ce n'est
probablement pas le hasard qui l'a conçu !
La solution de l'improbabilité n'est pas de choisir
entre hasard et dessein
Choisir entre dessein et sélection naturelle
La sélection naturelle est à même de générer des
organes et des organismes fortement improbables
Comment rendre compte du
“design” apparent des
organismes ?
Au travers du
phénomène d’évolution
du vivant !
Une voûte comme structure
complexe irréductible
Le pourquoi du comment : l’apport de la biologie évolutionniste
“Nothing makes sense
in biology
except in the light
of evolution”
Theodosius Dobzhansky
(1900-1975)
Le pourquoi du comment : l’apport de la biologie évolutionniste
Pourquoi la sex-ratio est-elle équilibrée ?
Pourquoi la sex-ratio est-elle équilibrée ?
L’argument mécaniste
Déterminisme génétique du sexe
(au travers des chromosomes sexuels)
Spermatozoïde (haploïde) X
(50%) ou Y (50%)
Pourquoi la sex-ratio est-elle équilibrée ?
Contre argument : le déterminisme environnemental du sexe
Poissons, amphibiens, reptiles : différents types de
déterminisme du sexe
Chromosomes sexuels (un sexe hétérogamétique) : Tous les
serpents, nombreux lézards et une minorité de tortues
Autres espèces : la différenciation sexuelle des gonades
dépend de la température d'incubation des oeufs
1. Evolution
1.1 L’évolution: des faits aux théories (2h)
1.2 Les processus évolutifs (5 h)
1.3 Origine et histoire du vivant (1h)
1.4. Applications (1h)
1.1 L’évolution: des faits aux théories
1.1.1 Qu’est ce que l’évolution ?
1.1.2 Mise en évidence du phénomène
a) Enregistrement fossile
b) Données biogéographiques
c) Données anatomiques
d) Données biochimiques
1.1.3 Brève histoire des idées à propos de l’évolution
1.1.1 Qu’est ce que l’évolution ?
“Évolution” fait référence à :
- la transformation et la diversification des espèces
à partir d’un ancêtre commun
- à l’adaptation des espèces à leur environnement
Les Drepanidinae de
Hawaii (proches parents
des pinsons)
- 3,5 mA
L’évolution à partir d’un ancêtre
commun explique l’unité du vivant.
Les espèces partagent une même
chimie du vivant et une même
structure cellulaire du fait même
qu’elles dérivent toutes d’une seul
et unique forme de vie originale
Chaque organisme vivant possède
une histoire évolutive qui peut
être retracée à partir de l’étude
comparative de l’enregistrement
fossile et de celle de l’ADN
1.1.2 Mise en évidence du phénomène
a) Enregistrement fossile
L’enregistrement fossile traduit l’histoire de la vie sur Terre à
partir des restes du passé vieux d’au moins 10 000 ans :
ossements, dentitions
pétrification (silicification)
empreintes de plantes dans les schistes argileux
insectes ou pollens conservés dans l’ambre
Chronique du verdissement d'une planète
Ordovicien moyen (-480 –430 mA) : une flore terrestre
composée de mousses (?) ou d'algues terrestres (?)
Silurien (-430 mA)
• Sporophyte branché
• Stomates
• Anatomie interne
Cooksonia sp.
Début Dévonien (–400mA) : Diversification de la flore
terrestre (flore de Rhynie Chert)
Psilophyton
Rhynia
Zosterophyllum
Dévonien moyen (–380mA) : les inventions majeures
Runcaria
Lepidodendrales
Archaeopteris
Sucession au cours des temps géologiques de formes de
vie dérivées les unes des autres
Argument crucial: les fossiles
“transitionnels”
Exemple: Archéoptéryx
Fin Jurassique: 156 à 150 MA
Archéoptéryx :
Un fossile
transitionnel entre
les reptiles et les
oiseaux
Compsognathus
La sortie des eaux
Eusthenopteron : un
poisson de Dévonien
(-380 mA)
Tyktaalik : un fossile
intermédiaire découvert
en 2004 (-375 mA)
Ichtyostega : une
salamandre du Carbonifère
(-360 mA)
a) Enregistrement fossile : Autres fossiles transitionnels
Poissons - Amphibiens :
Eusthenopteron
Amphibiens – Reptiles :
Seymouria
Reptiles – Mammifères :
Therapsidés
Évidence en faveur d’une ascendance commune
Evolution du genre Equus
Origine: Hyracotherium (35 kg)
3 doigts aux pattes arrières,
4 aux pattes avant
Histoire évolutive sous la
forme d’un arbre
phylogénétique aux
multiples ramifications
Changements graduels le
long des rameaux
La majorité des rameaux
connaissent une
extinction
a) Enregistrement fossile :
évidence en faveur d’une ascendance commune
Les organismes actuels
ressemblent de très
près aux organismes
fossiles les plus
récents
Différenciation
géographique des
lignées
b) Données biogéographiques
Biogéographie : étude de la distribution des organismes
Hypothèse : si des formes vivantes sont apparentées,
elles se sont différenciées à partir d’un ancêtre commun,
localisé géographiquement, et se sont ensuite dispersées
vers les zones accessibles depuis l’aire de répartition de
l’espèce ancestrale
Le Gonwana et les Glossopterides
Brogniart (1822): Glossoptéris (longues
feuilles) découverts en Inde (1822)
De nombreux gisements en Af. Sud,
Australie, Antarctique, Am. Sud
Reconstruction du Gondwana : théorie de la tectonique des plaques (Wegener
1915)
b) Données biogéographiques
Crétacé : – 65 millions d’années
Wombat, Vombatus ursinus
Phalanger volant
Petaurus breviceps
Kangourou, Macropus
Opossum
Monodelphis domestica
Koala
Phascolarctos cinereus
Loup de Tasmanie, Thylacinus
Un cas de spéciation circulaire : Phylloscopus trochiloides
P. t. plumbeitarsus (deux barres
alaires)
Ces 2 sous espèces ne s'hybrident
pas mais continuum avec toutes les
autres
P. t. viridanus (une barre alaire)
Biogéographie insulaire: présence sur de nombreuses îles
d’espèces absentes sur le continent voisin
Hyposmocoma (Lepidoptera) à Hawaii
Radiation des ancolies (Aquilegia) en Am. Nord
c) Données anatomiques
L’ascendance commune des espèces explique les similarités
anatomiques observées (homologies)
c) Données anatomiques
Développement embryologique
A un stade de leur développement embryologique, tous les
vertébrés possèdent une queue postanale et des fentes
branchiales (deux caractéristiques des cordés)
Bourgeon
de la queue
Embryon de poulet
Embryon humain
La querelle des universaux : où se situe la
vérité et le réel ?
L'École d'Athènes (Raphaël) : cambre des
signatures (Vatican)
Platon (théorie des Formes intelligibles (ou des Idées) : il existe un seul et unique
domaine ontologique formé de réalités immuables et universelles, indépendantes
de l'intellect dont le monde sensible est le reflet (réalisme ou essentialisme)
Aristote : les formes intelligible n'existent que dans l'esprit de celui qui les
observent (nominalisme)
Dans La Révolte des anges Anatole France fait parler un démon qui, caché
au moyen-âge sous le froc d'un moine, raconte la vie de son couvent :
« Tandis que, sous les murs de l'abbaye, les petits enfants jouaient à la
marelle, nos religieux se livraient à un autre jeu aussi vain et auquel
pourtant je m'amusai avec eux ; car il faut tuer le temps, et c'est même là, si
l'on y songe, l'unique emploi de la vie. Notre jeu était un jeu de mots qui
plaisait à nos esprits, à la fois subtils et grossiers, enflammait les écoles et
troublait la chrétienté tout entière.
Nous formions deux camps. L'un des camps soutenait qu'avant qu'il y eût
des pommes, il y avait la Pomme [...] qu'avant qu'il y eût des pieds et des
culs en ce monde, le Coup de pied au cul résidait de toute éternité dans le
sein de Dieu. L'autre camp répondait que, au contraire, les pommes
donnèrent à l'homme l'idée de pomme [...] et que le coup de pied au cul
n'exista qu'après avoir été dûment donné et reçu. Les joueurs s'échauffaient
et en venaient aux mains. J'étais du second parti, qui contentait mieux ma
raison et qui fut, en effet, condamné par le Concile de Soissons1.
d) Données biochimiques
Code génétique: tous les organismes = codons – a.a. - protéines.
Pourtant, dun point de vue théorique, il existe un très grand nombre de codes
alternatifs possibles, certains pouvant fonctionner aussi bien, voire mieux.
Qui plus est, le fait d’avoir un
seul code génétique peut
présenter des désavantages:
transfert du HIV du chimpanzé à
l’humain
Troisième base
Première base
Seconde base
Pourquoi alors un seul code ?
Héritage à partir d’un ancêtre commun
d) Données biochimiques
Candida Phalène
Nombre
d’amino-acides
différents
au sein
du cytochrome
c par rapport à
l’espèce
humaine
Poisson
Tortue Canard
0
10
20
30
40
50
Types d’organismes
Porc
Singe
Humain
1.1.3 Brève histoire des idées à propos de l’évolution
Créationnisme : explication dominante avant le 18ème
siècle, basée sur l’autorité du récit de la Genèse
Corollaire du créationnisme : fixisme
temps
espèces
Le monde vivant est stable,
Chaque espèce a été créée dans
son état actuel.
variation
James Usher (1581 – 1656) : la
création remonte à -4004 avant J.C.
18ème : la biologie triomphante
Linné (1707- 1778)
Une classification des plantes basée sur
les caractères floraux
Un système de terminologie
1735
Linné est fixiste et essentialiste
"Deus creavit, Linnaeus disposuit"
Linné décrit (décrypte) un plan divin (notion typologique
des espèces)
" D'espèces, nous en comptons autant qu'il y a eu au
commencement de formes diverses crées" Fundamenta
botanica (art. 157)
Le problème de la variation
Que faire de la variation et des
hybrides ??
Des formes furent crées et les
espèces actuelles se seraient
produites par variation
Peloria, le monstre de Linné
Fixisme avec extinction et remplacement
temps
espèces
variation
Buffon (1707-1788)
Espèces créées par Dieu MAIS il existe des extinctions,
et les espèces sont ensuite remplacées par d'autres
(Buffon, Lyell et Cuvier).
Cuvier il n'y a pas d'évolution mais des catastrophes
suivies de créations
L’apport de Lamarck: la doctrine du transformisme
Développe une théorie sur la
transformation des espèces au cours du
temps à partir de trois grands principes:
- La loi d’usage et non-usage
- L’ hérédité des caractères acquis
Jean-Baptiste
Pierre Antoine
de Monet,
chevalier de
Lamarck
(1744-1829)
- Une tendance inhérente au vivant à se
complexifier au cours du temps
Loi de réaction éthologique ou loi d’adaptation
1° Dans tout animal qui n’a point dépassé le terme de ses développements,
l’emploi plus fréquent et soutenu d’un organe quelconque fortifie peu à peu
cet organe, le développe, l’agrandit et lui donne une puissance proportionnée
à la durée de cet emploi ; tandis que le défaut constant d’usage de tel ou tel
organe l’affaiblit insensiblement, le détériore, diminue progressivement ses
facultés et finit par le faire disparaître.
Principe d’hérédité
2° Tout ce que la nature a fait acquérir ou perdre aux individus par l’influence
des circonstances où leur race se trouve depuis longtemps exposée, et, par
conséquent, par l’influence de l’emploi prédominant de tel organe ou par celle
d’un défaut constant d’usage de telle partie, elle le conserve par la génération
aux nouveaux individus qui en proviennent, et qui, par suite, se trouvent
immédiatement mieux adaptés que leurs ancêtres, si les conditions d’existence
n’ont pas changé.
Le comportement à la base du schéma lamarckien
L’évolution et la sélection naturelle: Darwin et Wallace
Charles Darwin
(1809-1892)
Alfred Russel Wallace
(1823-1913)
Geochelone nigra ssp.
vendenburghi
porteri
becki
guntheri
vicina
abingdoni
hoodensis
13 "variétes" de pinsons
différentes !
La révélation de Gould.
Chaque variété de pinson est
une espèce
Ressemblent aux espèces du continent
+ de 1000 kms à vol d’oiseau,
aucune de ces espèces en Amérique du sud
Pas d’ancêtre commun.
Une seule espèce
« ancêtre commun »
Geochelone chilensis
L'apport de Malthus
La population augmente de
façon exponentielle ou
géométrique (ex: 1, 2, 4, 8,
16, 32, ...)
les ressources croissent
de façon arithmétique (1,
2, 3, 4, 5, 6, ...). Thomas Malthus (1768 - 1834)
Inévitabilité de catastrophes démographiques, à moins
d'empêcher la population de croître.
Pour Darwin et Wallace les ressources sont limitées
L’évolution et la sélection naturelle: Darwin
et Wallace
La sélection naturelle : un processus de tri des variants
selon leur capacité à survivre et se reproduire dans
l’environnement où ils se trouvent
"Pouvons nous douter (…) que les individus possédants un
avantage quelconque, quelque léger qu'il soit d'ailleurs,
aient la meilleure chance de survivre et de reproduire
leur type? Nous pouvons être certain d'autre part que
toute variation, si peu nuisible qu'elle soit, sera
impitoyablement détruite.
Cette préservation des variations favorables et le rejet
des nuisibles, je l'appelle sélection naturelle" (Darwin,
1859, chap IV, Sélection naturelle)
1859: L’origine des Espèces
Affirmation par Darwin d’une ascendance
commune des espèces : introduction d’une
dimension généalogique dans la classification des
espèces
Gregor Mendel (1822-1884): premières lois de l’hérédité
Darwin et la génétique :
néodarwinisme
LA THEORIE
SYNTHÉTIQUE de l’ÉVOLUTION
R.A. Fisher, J.B.S. Haldane, Sewall Wright, E.
Mayr, G.L. Stebbins, G.G. Simpson
l’ADN
les chromosomes
Des mutations sur les gènes modifient l'information
Dans les populations, les
individus sont génétiquement
différents : variation
génétique.
C'est dans cette réserve que
puise la sélection
Dans pratiquement toutes les espèces : énorme réserve de
variation génétique
1/3 des gènes possède des mutations différentes et
fonctionnelles (10 000 gènes chez l’homme).
Le reste présente des mutations silencieuses.
1.2 Les processus évolutifs
1.2.1 Sélection et dérive
1.2.2. L’évolution dans un contexte
génétique:
La génétique des populations
1.2.1 Sélection et dérive
L’évolution : entre hasard et nécessité
La sélection naturelle selon Darwin
1859: The Origin of Species
Variabilité
interindividuelle
Compétition
pour les
ressources
Survie et reproduction
des individus les mieux
pourvus
Hérédité des
caractères
acquis
?
Modification
transgénérationnelle
La domestication, un modèle
La domestication, un modèle
Différence entre sélection naturelle et sélection artificielle :
Sélection artificielle: processus conscient,
sous-tendu par une volonté et dirigé vers une fin,
race Prim'Holstein
Production de lait
race Jersey
teneur en matières
grasses du lait
race blanc-bleu belge
production de viande
Blé cultivé
Blé sauvage
Différence entre sélection naturelle et sélection artificielle :
Sélection naturelle: processus aveugle et automatique,
indépendant de tout but pré-établi
Définition formelle du processus de sélection naturelle
« survie du plus apte » :
définition tautologique
Processus:
enchaînement ordonné
de faits ou de phénomènes,
conçus comme
une chaine causale progressive
Définition formelle du processus de sélection
naturelle
Trois conditions:
- Existence d’une variation sur un trait
- Existence d’une variation concomitante avec
la survie et/ou le succès reproducteur
- Existence d ’une héritabilité pour la trait
Deux prédictions:
- Un effet intragénération: représentation
différente des génotypes selon les classes d ’âge
- Un effet intergénérations (réponse à la
sélection)
Comment opère le processus de sélection naturelle ?
Mutations → variation du phénotype
Les mutations défavorables sont contresélectionnées
La reproduction et les mutations produisent
une nouvelle variation
Les individus porteurs d'une mutation
favorable ont une plus grande chance de
survivre et de laisser des descendants
Evolution par sélection naturelle chez les pinsons de Darwin
Geospiza fortis
Hyp: les différences morphologiques observées reflètent l'adaptation
des différentes espèces à des conditions écologiques contrastées
Evolution par sélection naturelle chez les pinsons de Darwin
Evolution par sélection naturelle chez les pinsons de Darwin
La sélection naturelle sous nos yeux
Culex pipiens
Les résistances:
des virus aux substances antivirales
des bactéries aux antibiotiques,
des plantes aux herbicides,
des insectes aux insecticides, …
ATTENTION CE N’EST PAS L’ANTIBIOTIQUE
(OU L’INSECTICIDE) QUI CREE LA RESISTANCE !
Insecticides organophosphorés
Inhibent l’acétylcholinestérase, enzyme
responsable de l’hydrolyse de
l’acétylcholine dans les synapses
cholinergiques
Littoral languedocien
Culex pipiens a développé des
résistances à ces insecticides
Gène Ace1 qui code
l’acétylcholinestérase1
Moteur de l’évolution : la sélection naturelle
l’essence : les gènes et leurs mutations.
Individu S
Mutation au hasard
(RX)
ADN
ADN
Individu R
Dans les populations les individus sont génétiquement
différents.
Que s’est-il passé dans la région de
Montpellier ?
Deux mutations : résistance
Production en excès des estérases (piègent ou métabolisent
l’insecticide avant qu’il inhibe l’acétylcholinestérase).
Gène Ace1 (code l’acétylcholinestérase1) muté : réduit son
affinité pour les OP
Gène A code l’estérase A
Gène B code l’estérase B
Que s’est-il passé dans la région de
Montpellier ?
Individu S
Individu R
Multiplication du gène B
l'augmentation de la quantité d'estérases produites peut
représenter 6 à 10 % des protéines totales de l'insecte !
Les fréquences dans la population est
modifiée: Sensible > Résistante.
La sélection naturelle ne modifie pas les
individus
mais elle trie les géniteurs compte tenu de
l’environnement actuel.
Les individus favorisés par la sélection
transmettent plus efficacement leurs
gènes, qui se répandent dans la population.
Dévt des arthropodes, vertébrés : dépend d'un ensemble
de gènes Hox
Chaque Hox gouverne l'identité
d'une zone particulière sur l'axe
du corps
Chaque Hox détermine où les
structures seront formées
Changements des zones d'expression des Hox :
responsables des différences majeures entre vertébrés ou
arthropodes
EVOLUTION PAR DUPLICATION
ET DIVERSIFICATION DE GENES
Comment au cours de l’évolution, on peut fabriquer des
individus « nouveaux »
Ex : mutants homéotiques
Un organe se développe
correctement à la place d’un autre
L’identité habituelle des
organes n’est pas respectée
Les gènes Hox de l’homme, de la souris, de la
drosophile sont apparentés.
Ils proviennent de leur ancêtre commun.
Zones d'expression du gène Hoxc-6 chez un embryon de
poulet et Thamnoptis sirtalis
Ces animaux sont le produit d'une variation d'un ancien
plan et non d'inventions complètement indépendantes
Mutation dans pax6 (eyeless) : absence d’œil chez la
drosophile
et aniridie (absence d’iris) chez
l'homme
Le gène Pax-6 joue un rôle dans la formation de l'oeil
Pax6 est un gène maître du dévt de l'oeil
Induction du gène Pax6 dans les antennes
Induction du gène Pax6 dans les ailes
Induction du gène Pax6 dans les pattes
Walter Gehring et al. (1994) : des gènes Pax-6 homologues
chez bcp d'animaux (drosophile, homme, souris, pieuvres…)
Les gènes Pax 6 de l’homme et de la drosophile
sont apparentés
Expression ectopique de pax 6
humain sur drosophile
petit oeil sur la patte
petit oeil sur l’antenne
Zone d'expression de Pax6 dans
l'œil d'un embryon de souris
Malgré leurs différences de structures et de propriétés
optiques, l'évolution des différents yeux a impliqué un
ingrédient génétique commun
Le gène Pax-6 joue un rôle dans la formation de l'oeil
L'œil n'est pas irréductiblement complexe
Mise en évidence du processus sélection naturelle:
Polymorphisme pour la lactate déshydrogénase
chez le killifish, Fundulus heteroclitus
Mise en évidence du processus de sélection naturelle
107
LDH - BbBb
Efficacité
de catalyse
LDH - BaBb
LDH - BaBa
106
10
20
30
Température °C
40
Mise en évidence du processus de sélection naturelle
Gradient latitudinal de la fréquence du gène LDH-aa
Fréquence
du gène
LDH-aa
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
46
Maine
44
42
40
38
36
34
Latitude (degrés nord)
32
30
Caroline
du Sud
Mise en évidence du processus sélection naturelle:
la taille de ponte chez la Pie bavarde, Pica pica
Mise en évidence du processus sélection naturelle:
la taille de ponte chez la Pie bavarde, Pica pica
3,5
3
2,5
2
Nombre
de poussins
à l ’envol
1,5
1
0,5
0
5
6
7
8
Taille de ponte expérimentale
9
La dérive génétique
Le rôle du hasard
dans l ’évolution des fréquences alléliques
Changements dans les fréquences alléliques
résultant d ’un tirage aléatoire des allèles
entre générations (erreur d'échantillonnage)
Importance de la dérive génétique
en biologie de la conservation