La théorie de l évolution

Transcription

1 La théorie de l évolution

2 Les théories de l évolution ~1800 ~1850 ~1970 Lamarck (l idée des caractères acquis) Darwin (la descendance avec modifications par sélection naturelle et la lutte pour l existence) Le néo-darwinism (Gould) le rôle de la sélection naturelle et la dérive génique dans l évolution.

3 Jean-Baptiste Lamarck: la théorie du transformisme Lamarck naturaliste Français( ) Cette idée s oppose à la théorie du fixisme et permet aux gens d accepter que les espèces subissent des modifications. Selon Lamarck, les espèces doivent avoir subies un changement évolutifs afin de pourvoir expliquer les extinctions. Selon Lamarck, les espèces doivent << s'adapter en modifiant leur comportement ou leurs organes pour répondre à leurs besoins (cette modification n'étant pas le produit de leur volonté ou de leur désir( ) >>

4 Lamarck suite Jean-Baptiste Lamarck a publié une théorie sur l évolution l année de la naissance de Darwin (1809) L idée semble poussé mais il faut se rappeler du contexte historique. À l époque les gens croyaient la théorie <<d usage et de non-usage>>. Donc, Lamarck proposa que les caractères acquis pendant la vie d un organisme pouvaient être transmis à ses descendants. Donc, les biceps développés d un forgeron pourrait être transmis à ses enfants.

5 Le catastrophisme Tiré des interprétation directe de la Bible (Déluge et Apocalypse). Proposé par George Cuvier qui croyait que plusieurs évènements catastrophiques ont causés l extinction des espèces. Cuvier s oppose à la théorie de l évolution (et du transformisme) Il était à la fois religieux et raciste G. Cuvier naturaliste et zoologiste Français ( )

6 Hutton et Lyell: les géologues Hutton géologue Écossai ( ) James Hutton a proposé en 1795, que les caractéristiques géologiques de la Terre se transformaient lentement selon un cycle continue (gradualisme). Donc, l érosion des roches le bords d un cours d eau forme un canyons. Il s oppose à l idée que la Terre date de seulement quelques milles ans. (6000 ans selon la Bible) Charles Lyell, élève de Hutton a développé les idées de Hutton et a proposé l uniformitarisme. Selon Lyell, les processus géologiques se produisent à la même vitesse aujourd hui que dans le passé. Il a rejeté l idée que la Terre avait été façonnée par des évènements catastrophiques. Ces idées ont encore beaucoup d influence aujourd hui. Lyell avocat et géologue Anglais ( )

7 L étude des pinsons de Darwin aux îles Galápagos

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9 Les pinsons des îles Galápagos

10 Darwin et la descendance avec modification Dans l édition originale de De l origine des espèces, Darwin a utilisé le terme évolution une fois. 1. les formes actuels de la vie proviennent d espèces ancestrales modifiées. 2. le mécanisme de cette modification est la sélection naturelle qui se produit continuellement sur de longues périodes.

11 Résumé des idées de Darwin La sélection naturelle signifie que les organismes qui ont les caractères les mieux adaptés à leur environnement ont plus de chance à survivre et de se reproduire. La sélection naturelle est régit par les facteurs suivants: 1. Les organismes produisent plus de descendants que le nombre qui peuvent survivre; donc, ils sont en compétition pour les ressources limitées. 2. Les individus d une population varient grandement et une bonne partie de cette variation est héréditaire. 3. Les individus les mieux adaptés à des conditions locales survivent et produisent des descendants. 4. Les changements se produisent lentement et graduellement.

12 Résumé des preuves de Darwin 1. Les régions du monde qui partagent un climat similaire, affichent des plantes et des animaux similaires. 2. Les fossiles des animaux éteints ressemblent aux animaux de cette région. 3. Les plantes et animaux de l archipel des Galápagos ressemblent à ceux du continent. 4. Les animaux semblablent diffère les un des autres, d une îles à l autre.

13 Quel est la vitesse de l évolution? Estce une vitesse constante? Si la vitesse est constante, quelles seront les preuves dans le record des fossiles?

14 S. J. Gould et N. Eldredge (1972) Modifie le darwinisme pour proposé la théorie de l équilibre ponctuée. Ils proposent que de longues périodes de stabilité des espèces sont suivis de courtes périodes de transitions.

15 Gradualisme vs. L équilibre ponctué

16 Les preuves de l évolution Les fossiles: voir la ligne de temps p. 335 Plus que les couches de roches sont récentes plus que les organismes anciens ressemblent à ceux d aujourd hui. Les organismes ne se retrouvent pas dans les mêmes couches p. ex. les poissons (premier vertébrés) sont plus anciens qu autres vertébrés tel que les amphibiens, les reptiles et les mammifères.

17 Les fossiles transitionnels Voir fig. 8.7 Archaeopteryx Transition reptiles-oiseaux Avait des plumes mais aussi des dents, des griffes sur les ailes et une queue osseuse.

18 Les preuves fournies par l anatomie Les structures homologues: structure et origine semblable mais peut avoir des fonctions différentes

19 L anatomie Les structures homologues: -même structure (même nombre d os, de muscles, ect.) et la même fonction (ou non). Donc, la même origine. Les structures analogues: fonction semblable mais pas la même origine. Les structures vestigiales (rudimentaires): avait une fonction chez un ancêtre mais n en ont plus.

20 La biologie moléculaire et l évolution Fig exemple classique Structures homologues: humain (I), chien (II), cochon (III), vache (IV), tapir (V) et cheval (VI):

21 Structures homologues et analogues Structures rudimentaires

22 Les preuves de l embryologie L embryologie est l étude de stade de développement d un organisme avant sa naissance.

23 Les preuves fournis par l ADN

24 Définitions (chap. 11) La macro-évolution: -spéciation ou division d une espèce en deux espèces différentes. La micro-évolution: -le changement des fréquences génique dans une pop. au cours du temps.

25 La loi de Hardy-Weinberg Dans une grande population où le accouplement sont alléatoires et où aucun facteur ne change les proportions des allèles pour un locus donné, les proportions du génotype original sont constantes d une génération à l autre. p + q = 1 p² +2pq + q² = 1 p = fréquence de l allèle dominant p² = fréquence des inds. homozygote dominant q = fréquence de l allèle récessif q² = fréquence des inds. homozygote récessif 2pq = fréquence des inds. hétérozygote

26 Les conditions pour l équilibre de Hardy- Weinberg Des accouplements aléatoires. Par ex. les femelles ne doivent pas choisir des mâles ayant un génotype ou un phénotype particulier. Aucune mutation. Les gènes disponibles dans le pool génique ne doivent pas changer. L isolement. Il ne doit pas avoir d échange de gènes entre des populations (pas d immigration ni d émigration). Une population de grande taille. Pas de sélection naturelle. Aucun génotype ne doit présenter d avantage reproductif par rapport aux autres.

27 Mais la plupart des populations ne sont pas en équilibre selon la loi de H-W! Les mécanismes de variation génétique: 1. Les mutations: Si une mutation fournit un avantage sélectif ou si la mutation est neutre et l environnement change et présente un moment ou la mutation donne un avantage sélectif = évolution. Les mutations introduisent de nouvelles allèles dans la population au hasard. Donc, elles changent la fréquence des allèles.

28 Les mécanismes de variation génétique 2. La dérive génétique: un changement dans la fréquences des allèles au hasard. Le plus que la population est petite le plus qu il y a de chance que la fréquence des allèles change au hasard.

29 Suite 2. La dérive génétique peut se manifester dans le cas où il y a L effet d étranglement: certaines allèles sont communs et d autres sont rares dans une population réduite. Ex. les éléphant de mer boréal ont été sur- chassés en 1890 (il restait 20 inds). Aujourd hui cette espèce est protégée et la population a augmenté à Mais si examine 24 loci d un seul type d allèle de cette pop. On voit qu il n y a aucune variation génétique. Les éléphant de mer australe ont une forte variation pour la même allèle.

30 Suite 2. La dérive génétique peut aussi se manifester avec l effet fondateur. Lorsqu un petit nombre d inds. colonisent une nouvelle région il y a une forte chance que pas toutes les allèles présent dans la population mère sont représentés dans la nouvelle colonie.l effet fondateur est important dans les habitats isolés (comme les îles du Hawaii). Mais il est difficile de distinguer entre les différences génétiques des pop. qui sont due à la sélection naturelle et ceux due à l effet fondateur.

31 Suite 3. Le flux génétique: pour que la pop. soit en équilibre H-W, son pool génique doit être complètement isolé. Donc, il ne faut pas avoir d arrivée de nouveaux gènes ou de départ de gènes présents. Se produit lorsque deux populations ayant des fréquence d allèles différentes se croisent. En général, le flux génétique peut réduire les différences qui se sont produites entre les populations et changer la fréquence des allèles. Immigration/émigration

32 Preuve

33 L accouplement non aléatoire Une pop. peut maintenir son équilibre seulement si l accouplement est fait au hasard. L accouplement est souvent choisi basé sur des phénotypes ou des comportement. Rappel: les parades nuptiales des oiseaux des régions tropicaux humides. L accouplement consanguin: entre partenaires étroitement parentés. Ceci ne change pas les fréquences des allèles mais augmente la fréquence des individus homozygote. L accouplement préférentiel

34 La sélection sexuelle Le dimorphisme sexuelle

35 La sélection naturelle Selon la loi de H-W, les inds. ont tous la même capacité à survire et à se reproduire. Mais en réalité, cette situation est rare ou inexistante. La sélection stabilisante La sélection directionnelle La sélection diversifiante (Fig. 9.9 p. 358)

36 Activité de laboratoire Les lapins: L effet de la sélection naturelle sur une population de lapin (voir les photocopies) Activité 9.1 Identifie le type de sélection (p. 360)

37 Questions Explique la relation entre la taille d une population et la fréquence des changements dans un pool génique. Plus la taille est grande plus il y a possibilité de maintenir une variabilité dans le pool génique. Donc, la fréquence des allèles est maintenue si toutes les autres conditions de H-W sont atteintes. Les caractères sexuels, tels qu un panache, sont-ils adaptatifs? Explique comment la sélection sexuelle peut influencer sur la fréquence d allèles données dans une population. Souvent chez les organismes ayant des panaches la sélection sexuelle se fait par combat entre les mâles qui font compétition pour les femelles. Donc, les mâles vainqueur sont souvent un panache plus grand (ainsi qu une force physique plus importante) et une meilleure chance de représenter ses gènes dans la prochaine génération.

38 Suite Détermine dans chaque cas s il s agit de sélection stabilisante, de sélection directionnelle ou de sélection diversifiante. A) Une population d escargots ne comporte que des individus très grands ou très petits. B) Une population de canards pond des œufs de masse moyenne. C) En Afrique, la couleur du papillion Papilio dardanus est très différente d une région à l autre. D) La plupart des individus d une population de colibris ont un long bec. E) Une population d araignées comporte seulement des individus de taille moyenne. F) Une population constituée en majorité de papillons foncés devient constituée en majorité de papillons pâles.

39 Laboratoire virtuelle et quizs sur la loi de Hardy-Weinburg e/labbench/lab8/intro.html

40 Vidéo (16 minutes) Jack Homer: Concevoir un dinosaure à partir d'un poulet Un palentologiste qui cherche depuis plusieurs année de l ADN des dinosaures. Tandis que l ADN se désintègre trop rapidement (en moins de 225 millions d années), il n a jamais réussit de trouver le matériel. Les oiseaux d aujourd hui sont des descendants des dinosaurs donc M. Homer tente d activer les gènes ancestrales afin de faire exprimer les caractéristiques des dinosaurs. %C3%A0-partir-d-un-poulet html

41 Vidéos (partie 1 et 2) 5 minutes La coévolution du chien et de l humain (en anglais)