SYNTHESE Chap 4 - De la diversification des génomes des êtres

SYNTHESE
Chap 4 - De la diversification des génomes des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité.
Nous avons parlé de variabilité au sein d'une espèce. Comment expliquer la diversification au sein des
populations, puis comment expliquer qu'un groupe d'individus puisse donner 2 espèces différentes ?
TB connaître le plan, titres des paragraphes essentiels !!!!
I- Les mécanismes de diversification des EV au sein d'une espèce :
A- Processus génétiques à l'origine de la diversification :
1) Modifications des gènes :
• mutations : création de nouveaux allèles pour un gène donné, notamment sur gènes de structure ou ouvriers ,
d'où polymoprhisme des gènes dans les populations ( utilisé en police scientifique, sur l'ADN silencieux)
•
mutations sur gènes du développement ou gènes architectes : des formes très différentes peuvent résulter de
variations infimes sur l'ADN, notamment les gènes intervenant dans la chronologie et l'intensité d'expression de
gènes homéotiques ou cf hétérochronie dans lignée humaine ( caractères juvéniles conservés au niveau de
la tête tout en étant capables de se reproduire).
2 ) Changements du nombre de gènes et/ ou chromosomes :
• duplications ( erreur co) = nvx gènes
• hybridation, polyploïdies, sélection = biodiversités sauvage et cultivée
• fusion chromosomique chez Homo par rapport à chimpanzé.
• ttes ces modifications sont « verticales », héréditaires , de générations en générations, si et seulement si
présentes ds gamètes. Donc liées à reproduction sexuée.
3) Transferts horizontaux de gènes :
- OGM, ex artificiel lié à l'activité humaine ou thérapie génique ( transgenèse)
- et sans l'homme, transferts horizontaux viraux ou bactériens , au sein d'une même génération d'ADN
d'un organisme à un autre grâce à des infections virales et/ou bactériennes cf Ex poly TD1 avec les
sushis ...
B- Processus non génétiques :
1) Par associations d'EV : symbioses
Ex TP lichens = algue + champignons,
- flore intestinale chez mammifères avec bactéries cf sushis, mais aussi la panse des ruminants...
- légumineuses avec nodosités dans racines avec bactéries...
- endosymbiose de bactéries dans cellule eucaryote devenues mitochondries et chloroplastes ...
2) Par transmissions d'informations : effet des comportements et de l'entraide
ex mésanges, apprentissages chez Homo, chimpanzé, Macaques cf poly
Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux, transmis d'une génération à l'autre par voie non
génétique, est aussi source de diversité : chants d'oiseaux, utilisation d'outils, etc.
Ccl : Des facteurs génétiques et non génétiques très variés peuvent être à l'origine de la diversification des
individus d'une espèce.
Comment certains individus nouveaux peuvent conduire à une nouvelle espèce ? Devenir des innovations au
cours du temps dans les populations?
II-Le statut de l'espèce : approche historique- succession de définitions. Ex poly A3 sur hybrides fertiles et
infertiles. Ex TD2 ours Pizzli ou Grolar
– Ibn Khaldün (1332-1406) bien avant Darwin :« Le règne animal s’est alors développé, ses espèces se sont
multipliées et, dans le progrès global de la Création, il a abouti à l’Homme - l’être doué de pensée et de
réflexion -, en s’élevant vers lui, à partir du monde des singes où sont réunies la sensation et la perception, mais
qui n’est pas encore arrivé au stade de la réflexion et de la pensée en acte. Et ce fut là, après lui, le premier
niveau de l’Homme. ».
– Les espèces sont crées successivement ou théorie du Fixisme par Linné, Cuvier – mi 18-19 ème siècle. Une
espèce = définition typologique = ensemble d'individus semblables morphologiquement. Vidéo cliquer ici
– Buffon , contemporain de Linné, grand botaniste du Roi, énonce l'idée qu'au-delà de la morphologie, le
critère d'interfécondité et de descendance fertile doit être pris en compte pour définir une espèce. La
définition biologique commence à apparaître = espèce = ensemble d'individus capables de se reproduire
entre eux et d'avoir une descendance fertile. Video cliquer ici
– Puis théorie du transformisme avec Lamarck fin 18 ème siècle : les espèces se succèdent en se
transformant sous l'effet du milieu par adaptations, mais pas de mécanismes proposés vraiment.
– « De l'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle, ou la préservation des races favorisées dans
la lutte pour la vie » (titre anglais original : On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or
the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life), que Darwin publie en 1859 qu’elle se
constitue en tant que science, à travers une théorie cohérente, qu’il continue de compléter jusqu’à sa mort en
1882. ( video cliquer ici)
L’espèce est l’un des trois niveaux principaux de description du vivant classiquement reconnus, avec le
gène et l’écosystème. C’est aussi l’un des concepts sur lequel on a le plus écrit en biologie et en écologie.
Il y a 150 ans, Darwin déjà écrivait : « Je viens juste de comparer entre elles des définitions de l’espèce […], il
est vraiment comique de voir à quel point peuvent être diverses les idées qu’ont en tête les naturalistes lorsqu’ils
parlent de l’ « espèce »; chez certains, la ressemblance est tout, et la descendance de parents communs compte pour peu
de choses ; chez d’autres, la ressemblance ne compte pratiquement pour rien, et la création est l’idée dominante ;
pour d’autres encore, la descendance est la notion-clé ; chez certains, la stérilité est un test infaillible, tandis que
chez d’autres, cela ne vaut pas un sou. Tout cela vient, je suppose, de ce que l’on essaie de définir l’indéfinissable. »
(lettre à Hooker du 24 décembre 1856)
L'espèce vue par Linné est figée, = vision créationniste. Ernest Mayr 1942 = vision biologique d'interfécondité.
Simpson = vivion évolutive car paléontologue, Hebert 2003 = vision moléculaire car la morphologie ne permet pas
toujours de reconnaître l'espèce ex les drosophiles espèces jumelles ne pouvant s'accoupler dans l'ex polycopié.
En conclusion, actuellement, une espèce est un ensemble d'individus réellement ou potentiellement interféconds,
avec descendance fertile, isolé génétiquement des autres populations ( signifie que la barrière ultime après celle des
aires géographiques différentes, des comportements, de l'anatomie lors de l'accouplement est l'échelle moléculaire
résultant de l'expression des gènes = incompatibilité de reconnaissance entre molécules pour la fécondation lors de la
fusion des membranes plasmiques entre spermatozoïde et ovocyte par exemple)
Comment expliquer le maintient, la disparition ou l'augmentation des variations morphologiques, anatomiques,
moléculaires, dans une espèce ?
III - De la diversification des êtres vivants à l'évolution des espèces et de la biodiversité :
A- Evolution des populations au cours du temps par sélection naturelle et dérive : ex TP paludisme et
drépanocyotse , phalène ex p 56, 57 ...logiciels anagène et evolution.
La biodiversité a été définie en seconde et présentée comme produit et étape de l'évolution. Dans les classes précédentes,
il a été montré que des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels
reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du
milieu, aux prédateurs par mimétsime ; meilleur accès à la nourriture grâce à la symbiose, etc.). Cette influence,
associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps.
Sous l'effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard, la diversité des
populations change au cours des générations. L'évolution est la transformation des populations qui résulte de ces
différences de survie et du nombre de descendants.
On insistera sur l'existence d'une survie différentielle par sélection naturelle et sur l'importance de l'effectif des
descendants si il y a dérive génétique , sélection naturelle et dérive génétique conduisent à une modification des
populations.
Rem : sélection naturelle = pas forcément le plus fort, celui qui est le mieux adapté à un instant T dans un milieu
donné....
B- Spéciation et nouvelle biodiversité sous l'effet des activités humaines ? : cf ex Pizzly
L'homme par ses activités modifie rapidement l'environnement et donc les aires de répartition géographique
des EV, produit des agents mutagènes donc interfère sur les facteurs non génétiques et génétiques à l'origine de
la spéciation. Il favorise dans certains cas la disparition des espèces mais peut aussi favoriser l'appartion
d'hybrides, tout cela rapidement...
Conclusion :
La diversité du vivant est en partie décrite comme une diversité d'espèces. La définition de l'espèce est délicate et peut
reposer sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères
phénotypiques, interfécondité, etc.). Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. Une espèce
peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une
population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini. On dit
qu'une espèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce
supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise.
Objectifs et mots-clés. Dans la continuité de l'approche des classes précédentes, il convient de montrer que l'espèce est
une réalité statistique, collective et que c'est dans cette optique que la spéciation peut être envisagée. [Limites. Il ne s'agit
pas de conduire à une définition incontestable de l'espèce ou de la spéciation, mais simplement de montrer que ce
concept dont on ne peut aujourd'hui se passer pour décrire le monde vivant est pourtant d'une nature très délicate.]
Donc idée de temps à rajouter à la définition d'espèce : critère principal = l'
interfécondité avec descendance fertile- groupe non définitif mais
isolé génétiquement à un instant t des autres populations...
Avec la découverte de la constante de Planck et la physique quantique, certains prédisent un monde futur avec des
intelligences en silicium, fer, les espèces organiques avec le carbone comme élèment dominant disparaîtraient...