1-A-3 DE LA DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS A L
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1-A-3 DE LA DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS A L'EVOLUTION DE LA BIODIVERSITE Notions La biodiversité est le produit et étape de l'évolution. 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 ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps. 1. La diversité des populations change au cours du temps La composition génétique des populations se modifie au cours des générations sous l'effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard. [Acquis] Lors des mécanismes de la reproduction (méiose et fécondation), seul un petit nombre d’allèles est transmis de façon aléatoire à la génération suivante par un échantillon réduit de la population. Ceci induit une variation de la fréquence allélique au cours des générations. C’est la dérive génétique. - [Acquis] Au bout d’un grand nombre de générations, l’allèle neutre (ne conférant aucun avantage sélectif particulier) tend soit à envahir complètement la population (on dit qu’il est fixé), soit à disparaître. [Acquis] Ce mécanisme est d’autant plus marqué que la population est petite [Acquis] Les modifications aléatoires ainsi accumulées peuvent se révéler favorables ou défavorables suivant les contraintes de l’environnement ou la compétition entre les êtres vivants. Certains individus survivront mieux, se reproduiront mieux, laisseront plus de descendants que les autres, privilégiant ainsi la transmission de certains allèles. C’est la sélection naturelle : évolution de la composition génétique d’une population sous l’effet d’une pression sélective du milieu. - Ces modifications aléatoires conservées, correspondant aux différentes mutations et duplications, concernent nécessairement les cellules germinales. Les modifications héréditaires présentant un avantage reproductif sont conservées et amplifiées, les modifications héréditaires diminuant l'efficacité reproductive sont éliminées. La sélection naturelle faisant intervenir la reproduction des organismes avec un tri des variations, prend du temps : c’est un processus itératif (qui est répété plusieurs fois) Cette évolution est néanmoins rapide à l’échelle de l’évolution du vivant : un faible nombre de générations suffit pour que la structure génétique d’une population varie. (en 100 ans pour la phalène) Activités, supports L'évolution est la transformation des populations qui résulte de ces différences de survie et du nombre de descendants, conséquences à la fois de la sélection naturelle et de la dérive génétique (hasard). Actuellement le concept d’évolution biologique intègre les apports de la génétique (formelle, du développement, des populations) et tous les mécanismes de diversification entraînant ou non une modification du génome (Hybridations, polyploïdisation, transfert de gènes, symbiose, transmission non génétique de comportements nouveaux, coévolution ) 2. Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. 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. Cette notion s’est enrichie au cours du temps des connaissances scientifiques apportées entre autres par la génétique. Avant Darwin, une espèce regroupe des individus qui possèdent le même phénotype établi à partir d’un individu référent, décrit scientifiquement et conservé dans un musée. Ce critère de ressemblance (critère phénétique) est à la base de la définition typologique d’une espèce. - - Facile à utiliser dans la plupart des cas, le critère de ressemblance morphologique est parfois difficilement compatible avec la diversité des individus : les variations par rapport au type de référence sont considérées comme des anomalies entraînant des regroupements erronés ou injustifiés. (Exemple du dimorphisme sexuel : différences entre mâle et femelle) Ainsi les espèces sont considérées comme invariables et fixes dans le temps, formant des groupes discontinus sans lien de parenté. La question de leur origine ne se pose pas et relève de la théologie. Après Darwin et sa théorie évolutionniste, le concept d’espèce est modifié : les espèces évoluent au cours du temps sous l’effet de la sélection naturelle. Il existe une parenté entre les espèces qui dérivent les unes des autres. L’espèce est ensuite définie collectivement et devient un concept génétique : Elle n’est plus fondée sur les seules similitudes mais aussi sur les relations entre les individus qui se reconnaissent comme partenaires sexuels et peuvent produire une descendance fertile. Ce critère d’interfécondité est à la base de la définition biologique de l’espèce. - « L’espèce est un groupe de populations naturelles au sein desquelles les individus peuvent échanger réellement ou potentiellement du matériel génétique. Toute espèce est séparée des autres par des mécanismes d’isolement - reproductif. » (Mayr 1942) Cette définition ayant ses limites (par exemple ne prend pas en compte les organismes asexués notamment les microorganismes) est complétée par d’autres concepts comme le concept cladistique : l’espèce est le plus petit agrégat de population (reproduction sexuée) ou de lignage (reproduction asexuée) identifiable par une combinaison unique d’états de caractères chez des individus comparables 3. La spéciation est le phénomène conduisant à l’individualisation d’une nouvelle espèce à part entière, à partir de formes pré-existantes. Une modification du milieu (barrière géographique, changement climatique : glaciation..), une migration, un changement de comportement (absence de reconnaissance des chants nuptiaux, décalage des périodes de reproduction…) peuvent séparer les populations d’une même espèce qui vont accumuler des différences génétiques en absence d’échange d’allèles. Ces différences pourront entraînant un isolement reproducteur : les 2 populations ne pourront plus se reproduire entre elles et pourront former 2 espèces différentes. Lors d’une migration, le groupe d’individus qui s’isole n’emporte qu’un échantillon réduit des allèles de la population initiale : c’est l’effet fondateur. Une espèce supplémentaire est donc définie si un nouvel ensemble s'individualise : elle ne naît pas mais émerge d’une autre espèce. Une espèce étant considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations, elle ne peut être 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. Des espèces peuvent disparaître si tous les individus disparaissent - Exemple : Le Dodo de l’île Maurice Des espèces peuvent disparaître si des échanges alléliques peuvent à nouveau se produire par suppression de la barrière d’isolement reproductif (fonte des glaciers par exemple).
