La notion d espèce et les mécanismes de spéciation / L exemple de l ours polaire et du grizzly

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1 La notion d espèce et les mécanismes de spéciation / L exemple de l ours polaire et du grizzly Le Pizzly, encore appelé Grolar ou Prizzly, a été trouvé sur l'île de Banks, au nord ouest du Canada, en Voici l'extrait d'un article du journal "Le Monde", rédigé le 17 décembre 2010, par Catherine Vincent. "En 2006, un ours blanc portant des tâches brunes est tué par un chasseur américain. Après analyse de son ADN, il s'avère qu'il s'agit d'un hybride entre l'ours polaire et le grizzly. Ce premier cas reste isolé jusqu'à ce que soit confirmé, au printemps 2012, qu'un nouvel ours bicolore venait d'être tué. Fourrure blanche et pattes brunes, l'animal est cette fois une chimère de seconde génération, né d'un grizzly mâle et d'une femme hybride". Ursus maritimus (ours polaire) et Ursus arctos (Ours brun, ou grizzly) sont considérés comme deux espèces d'ours différentes. Or, selon la définition biologique de l'espèce : deux individus appartiennent à la même espèce s'ils peuvent se reproduire ensemble et que leurs descendants sont fertiles. Problème : comment peut-on expliquer l'apparition du Pizzli, hybride fertile, si l'ours polaire et l'ours brun sont deux espèces distinctes? Pistes de travail : Utilisez les différents supports et vos connaissances Expliquez pourquoi les ours polaires et les ours blancs sont considérés comme des espèces différentes et formulez une hypothèse sur l origine de ces deux espèces. Expliquez l apparition des Pizzlis et montrez que la notion d espèce peut être temporaire. Consignes : Votre présentation se fera à l oral avec pour support un diaporama. Le temps de préparation est de 50 minutes Support 1 : Le mécanisme de spéciation : Chaque boule est un individu : il peut se reproduire avec un autre et engendrer une descendance, elle-même fertile. Si, pour une raison ou une autre, un groupe d individu ne se croise plus avec un autre, alors les deux branches divergent et peuvent former deux espèces distinctes. Une espèce peut aussi s éteindre si l ensemble des individus qui la constituaient disparaissent (extinction d une espèce) ou si l isolement reproductif disparaît.

2 Support 2 : Ursus arctos et Ursus maritimus, deux espèces d'ours bien différentes

3 Support 3 : Génétique et hybridation chez les Ursidés. Le taxon des Ursidés réunit 8 espèces présentes en Eurasie et en Amérique. Des données fossiles semblent indiquer la présence passée de ce taxon en Afrique, aucune donnée ne concerne l'australie. Six de ces espèces possèdent un caryotype à 74 chromosomes : seuls le panda géant (42 chromosomes) et l'ours à lunettes (52 chromosomes) possèdent un nombre différent de chromosomes. Le panda géant (Ailuropoda melanoneuca) et l'ours à lunettes (Tremarcotos ornatus) sont considérés comme les premiers embranchements de la famille des Ursidés. Différentes études situent l'origine du panda géant au milieu du Miocène et celle de l'ours à lunettes, à la fin du Miocène, avant la radiation* des six autres Ursidés. Il a été montré que le panda géant est plus proche des ours que du panda roux, auquel on l'avait d'abord rattaché. Cependant, l'ancienneté de la divergence avec les autres ours ainsi que celle de l'ours à lunettes les classent dans des genres qui leur sont propre (Ailuropoda pour le panda et Tremarctus pour l'ours à lunettes);ces deux espèces sont les derniers survivants de leur lignée. De nombreux cas d'hybridations ont été observés chez les ours, en captivité mais aussi dans la nature. Lorsque le statut reproducteur des hybrides est connu, ceux-ci sont généralement fertiles. Il est à noter cependant qu'il n'y a pas d'exemples d'hybridations avec les pandas, ces derniers présentant des différences génétiques majeures avec les autres espèces d'ours, notamment par leur nombre de chromosomes : Nombreux cas d'hybridations fertiles observées en captivité, puis plus récemment dans la nature, entre l'ours polaire (Ursus maritimus) et l'ours brun (Ursus arctos) de l'amérique du nord Un hybride recueilli ourson dans la nature et étudié en 2005 par Galbreath et al, au Cambodge, entre un ours des cocotiers (Ursus malayanus) et un ours à collier (Ursus thibetanus) Un hybride né en captivité, entre un ours des cocotiers (Ursus malayanus) et un ours lippu (Melursusursinus) Un hybride né en captivité d'un croisement entre un ours à collier (Ursus thibetanus) et un ours à lunettes (Tremarctos ornatus). Les études menées ont montré que cet hybride était fertile * On parle de radiation quand, sur un temps très court (à l'échelle des temps géologiques), de nombreuses espèces apparaissent à partir d'un ancêtre commun.

4 Support 4 - Phylogénie des genres Ursus et Tremarctus. L'arbre phylogénétique ci-dessous a été réalisé à partir d'études récentes sur des restes d'ours des cavernes. La phylogénie et les âges de divergence ont été déterminés à partir de séquences d'adn issues du génome mitochondrial de l'ours des cavernes (Ursus spelaeus) et 7 espèces actuelles d'ours. Les ours bruns de l'ouest (Ursus arctos ouest) et de l'est (Ursus arctos est) de l'amérique du Nord ont été distingués. Cependant, ils appartiennent à la même espèce.

5 Support 5 : Hybridation et réchauffement de la planète. Il est possible de suivre l'évolution de la banquise et la disparition des barrières géographiques entre les territoires naturels des ours bruns et des ours polaires dans l'océan arctique grâce à des observations réalisées par satellites. Capture d'écran du site «Chez les animaux comme chez les plantes, on sait aujourd'hui qu'il existe beaucoup de cas d'hybridations spontanées», confirme Franck Cézilly, professeur d'écologie comportementale à l'université de Bourgogne (Dijon). La nouveauté, c'est que cet événement pourrait considérablement s'amplifier parmi les mammifères polaires sous l'effet du réchauffement climatique. Du fait, d'une part, de la remontée vers le nord de certaines espèces. Et d'autre part, parce que les populations sur le déclin, au-delà d'un certain seuil, ne sont plus assez nombreuses pour que deux individus reproducteurs se rencontrent, ce qui augmente les chances d'hybridations lorsqu'ils entrent en contact avec des représentants d'espèces proches. [...] «Avant la fin du siècle, l'océan Arctique sera sans doute libre de glace durant l'été, explique le chercheur. Les phoques et les baleines qui, jusqu'à présent, sont restés isolés par la mer de glace, évolueront alors dans les mêmes eaux.» La baleine du Groenland et la baleine franche de Biscaye pourraient alors s'accoupler, de même que les représentants d'espèces différentes de phoques, de marsouins. [ ] S'ils sont fertiles, ces croisements risquent [...] de donner naissance à des animaux moins adaptés à leur environnement. Particulièrement bien protégé du froid grâce à sa fourrure doublée d'une épaisse couche de graisse, l'ours blanc, une fois mâtiné de grizzly, pourrait se révéler nettement moins apte à supporter les rudes conditions du Grand Nord. Et certains de ces "pizzly", observés dans un zoo allemand, ont montré qu'ils avaient la même aptitude à chasser le phoque que l'ours polaire, mais pas ses capacités de nageur hors pair. «L'hybridation n'est pas forcément une mauvaise chose, et peut constituer une importante source de renouvellement biologique. Mais si elle est provoquée par les activités humaines, elle se produit vite et risque de réduire la diversité des gènes et des espèces», estiment les chercheurs américains, pour qui il est urgent de mettre en œuvre le suivi génétique des animaux de l'arctique. «Il faudra étudier le comportement des nouveaux hybrides, les suivre sur plusieurs générations, vérifier s'ils gardent leur vigueur biologique et s'ils se reproduisent entre eux», renchérit Franck Cézilly. Le Monde, 17/12/10