MODULE 1 - ÉVOLUTION. Questions du début du module. Questions du début du module

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1 MODULE 1 - ÉVOLUTION Questions du début du module 1. Tout organisme partage le même code génétique. Ceci est une preuve que: A) L évolution se passe aujourd hui. B) L évolution se passe graduellement. C) Tout organisme à un ancêtre en commun. D) La vie a débuté il y a longtemps. E) Tout organisme est génétiquement identique. Questions du début du module 2. Lequel des choix suivants est un fossile? A) Des graines de pollen enterrées dans une tourbière. B) L impression d une plante dans une roche. C) Un insecte préservé dans la sève d une plante. D) Un organisme mort préservé dans la glace. E) Toutes ces réponses. 3. Laquelle des situations suivantes empêcherait l occurrence de l évolution par sélection naturelle? A) Les humains disparaissent comme espèce en raison d une épidémie. B) Une guerre nucléaire cause la mort de la plupart des êtres vivants et transforme radicalement l environnement. C) La destruction de la couche d ozone mène à l augmentation de l irradiation ultraviolette et cause alors de nouvelles mutations. D) Tous les individus d une population sont génétiquement identiques et il n y a pas de recombinaison génétique, de reproduction sexuelle ou de mutations. E) Toutes ces réponses. 4. Comment est appelée la classification des organismes en catégories hiérarchiques? A) La taxinomie B) L échelle de la nature. C) L anatomie comparée. D) L évolutionnisme. E) La sélection naturelle. 5. Lequel des énoncés suivants ne relève pas de la théorie de la sélection naturelle? A) Il existe des variations héréditaires entre les individus. B) Les individus peu adaptés ne produisent jamais de descendants. C) Puisque seulement une fraction des descendants survivent, les individus luttent pour des ressources limitées. D) Les individus qui sont mieux adaptés au milieu laissent plus de descendants. E) L inégalité des chances de reproduction entraîne des adaptions.

2 Introduction à l évolution La vie évolue sur Terre depuis des milliards d années. Les espèces sont différentes les unes des autres, mais les individus d une même espèce présentent également des variations (couleur, forme, grosseur, fonction, etc.). Évolution: changement relatif des caractères d une population d une génération à l autre. Population: groupe d individus de la même espèce vivant dans la même région. Évolution d une population Changement dans l environnement Évolution d une population Pour mieux comprendre comment la vie a évolué sur Terre, les scientifiques examinent les fossiles pour étudier les espèces de différentes époques. Fossile: Empreinte d organismes très anciens qui se sont conservés dans la roche. Le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou simple moulage d'un animal ou d'un végétal conservé dans une roche sédimentaire.

3 Variation Changement, écart, différence entre les individus d une population ou les éléments d un organisme Exemples : longueur des ailes de libellules, couleur de la peau, grosseur des feuilles d un érable Adaptation Tout caractère qui augmente les chances de survie et de reproduction d une espèce qui devient un caractère général d une population entière. Exemples: épines d un cactus (retient l eau), pattes palmées d un canard (nage et marche facilitées) Types d adaptations (p ) ❶ Structurales - anatomique (forme ou arrangement) - mimétisme (imite autres organismes, ex. mouche de couleur jaune et noire imite guêpe ou abeille) - coloration cryptique (ex. couleur pour se cacher dans leur environnement) Types d adaptations ❷ Physiologiques fonction des organismes (ex. enzymes pour la coagulation du sang, protéines pour faire toile d araignée) Types d adaptations ❸ Comportementales - migration - recherche de nourriture - hibernation (souris sauteuses, certaines tortues) - léthargie hivernale (ours, mouffettes) Sélection naturelle Processus par lequel les caractères d une population changent et se transmettent aux descendants parce que les individus ayant ces caractères héréditaires survivent mieux dans leur environnement.

4 Sélection artificielle Choix par les êtres humains de caractères particuliers (ex. rapidité chez les chevaux ou résistance aux maladies chez les plantes) au moyen de la reproduction. Croisement d individus afin de voir apparaître des caractères recherchés dans la génération suivante. Sélection naturelle vs artificielle Naturelle Environnement influence la sélection. Ex.: phalène de bouleau Artificielle Être humain fait la sélection. Ex.: vaches qui produisent plus de lait Théories de l évolution 1.Georges Cuvier 2.Jean-Baptiste Lamarck 3.Charles Darwin Georges Cuvier ( ) Scientifique français Découverte et importance des fossiles Chaque couche de roche comporte groupe particulier d organismes plus profonde = fossiles plus vieux = plus différents Ne croit pas dans évolution Catastrophisme: Hypothèse qui explique que des catastrophes sont responsables de l apparition et la disparition des espèces dans le temps. Paléontologie: science qui étudie les fossiles Microorganismes naissent continuellement et spontanément de sources non vivantes Espèces primitives évoluent à la perfection Adaptation à l environnement (parties plus utilisées = plus grosses et fortes) Hérédité des caractères acquis Ex. biceps de forgeron

5 Jean-Baptiste Lamarck Naturaliste français ( ) Théorie de l évolution 1809 Filiation (série de fossiles qui mènent à de nouvelles espèces) Concepts rejetés maintenant, mais début de vision moderne Cou girafe (rejeté à ce temps) * Note: certains caractères acquis peuvent être transmis (anticorps lait maternel) FILM : Découverte Darwin (42 minutes) Charles Darwin ( ) Naturaliste anglais Voyage de 5 ans à bord du Beagle autour du monde Importantes découvertes dans les îles Galápagos Publication de sa théorie après plusieurs années d études et de recherches Pinsons des Galápagos 13 espèces qui se distinguent par leur bec adapté selon leur source de nourriture (longeur, épaisseur) Théorie de l évolution 1. Il y a des variations dans les populations. 2. Certaines variations sont plus propices que d autres à la survie. 3. Les organismes produisent plus de rejetons qu il ne peut en survivre. 4. Avec le temps, les populations comprennent une plus grande proportion de rejetons d organismes les mieux adaptés. P. 339 Devoir Nos 1, 3, 7 et 8 P. 397 Nos 1, 5, 7 et 8 P. 348 Nos 5, 9 et 10

6 Types d évolution 1. Évolution divergente 2. Évolution convergente ❶Évolution divergente: Où les individus deviennent de plus en plus distincts de génération en génération. Il y a formation de nouvelles espèces. Exemples: a) orang-outan, chimpanzé, humain 3. Coévolution b) les pinsons de Galápagos ❷Évolution convergente: Où les caractères semblables apparaissent entre différentes espèces non apparentées. Exemple: oiseaux et chauves-souris b) Manchots et pingouins ❸Coévolution: Lorsque les individus étroitement liés les uns aux autres évoluent ensemble. Exemples: les pollinisateurs et les plantes les prédateurs et les proies triton rugueux Couleuvre rayée (rouge)

7 Évolution en action Résistance bactérienne aux antibiotiques (p.413) Cas ambigu Ornithorynque (1 min 40) Autres théories 1. Créationnisme: Un être suprême (Dieu, Boudha, etc) a créé la vie. 2. Panspermie: Selon certains scientifiques, dont Arrhenius, des cailloux venus d'une autre planète seraient tombés sur terre. Ces cailloux auraient contenu des microorganismes qui auraient ainsi ensemencé la terre. Preuves de l évolution 1. Paléontologie 2. Biochimie 3. Anatomie 4. Embryologie 1. Paléontologie Rappel: Étude des fossiles Fossile débris ou empreinte d organisme conservé dans la croûte terrestre Datation 14 C détermine l âge d un fossile à partir d atomes de carbone radioactif dans l organisme Utilise la demi-vie (temps nécessaire pour diminuer sa quantité de moitié) pour déterminer l âge Fossile de l Archaeopteryx (lien entre oiseaux et reptiles) (p. 351)

8 Ammonite (mollusque invertébré extinct depuis 66 millions d années) Tronc d arbre pétrifié (minéraux envahissent parties dures) Tricératops 2. Biochimie ADN : le code génétique explique l évolution des espèces 3. Anatomie Compare les structures analogues - fonction homologues - structure et évolution Structures analogues: parties qui ont la même fonction, mais pas la même anatomie. Appui sélection naturelle (ailes se sont adaptées séparément selon le type d organisme dont le vol faisait partie de leur vie) 4. Embryologie Étude comparative des embryons des vertébrés. Structures homologues: membres ayant la même anatomie (os semblables) et la même évolution, mais de fonctions différentes

9 Embryologie comparée Évolution de l humain Cochon Humain Les fossiles reliés à l évolution des humains trouvés sont utilisés pour reconstruire l évolution de l humain. À cause de la quantité limitée de fossiles trouvés à ce jour, les paléontologues ne se mettent pas d accord sur une théorie générale. Hypothèse de l Afrique Évolution des Homo sapiens en Afrique puis migration en Europe et Asie. Hypothèse multirégionale Évolution des Homo sapiens dans plusieurs régions à partir des Homo erectus déjà établis. Classification de l humain. Taxinomie : Science de la classification des organismes vivants Nomenclature binominale: Système développé par Carl von Linné qui consiste à donner un nom latin à 2 mots à chaque espèce.

10 Le premier nom désigne le genre et commence par une majuscule, le deuxième désigne l espèce. Les noms sont en italiques (ou soulignés s ils sont écrits à la main). Exemples: Taraxacum officinale Pan troglodytes Felis silvestris Canis lupus Linné propose de faire une classification en 7 groupes (nommés taxon, taxa au pluriel) allant du plus général au plus spécifique. Règne Embranchement Classe Ordre Famille Genre Espèce Taxinomie de l être humain Taxon Nom Propriétés Règne Animalia pluricellulaire, eucaryote, pas de chloroplastes (pas photosynthèse), mouvement et perception Phylum Chordata système nerveux en forme de tube (moëlle épinière dans le dos), vertèbres (pas tous), queue, poumons, pharynx Classe Mammalia Qui allaite, sang chaud, poils Taxon Nom Propriétés Ordre Primates Placentaire, dentition complète, main préhensible (peut prendre, saisir), très bonne vision (vue stéréoscopique), cerveau complexe (plus gros par rapport à leur taille que autres animaux), pouce opposable (peut poser sur 4 autres doigts qui permet de saisir) Taxon Nom Propriétés Famille Hominidæ marche bipède (parfois imparfaite), musculature robuste, gros cerveau et face prognathe (mâchoires ressortent), comportement social très évolué, conscience d eux-mêmes (miroir), grande expressivité faciale Genre Homo Forte capacité crânienne, langage articulé, habileté de fabrication d outils manufacturés, conscience Travail Lecture p. 248 à 252 (Livre «Biologie : Les enjeux de la vie») Espèce sapiens Intelligent, sage, raisonnable, prudent Feuille de questions

11 Origine des humains Primates HOMINIDÉ Singes Anthropoïdes Humains Les scientifiques croient que les humains sont plus près des anthropoïdes que des singes. Orang-outang Gorille Humain moderne En étudiant les primates, plusieurs structures homologues avec les humains ont été identifiées: Pouces Membres antérieurs (bras, épaules) Cerveau Yeux Il est donc apparent que tous les primates auraient des liens de parenté avec un ancêtre commun. De plus, au niveau biochimiques, les scientifiques ont étudié les similitudes au niveau du caryotype (chromosomes) de différents primates. Humain vs chimpanzé 46 chromosomes 48 chromosomes Différence du nombre de chromosomes est la fusion de 2 chromosomes du chimpanzé chez l humain (no 2). 13 paires de chromosomes semblables, sur les autres, presque uniquement des inversions Résultat : semblables à 98%!! Les ancêtres des humains Raymond Dart découvre un crâne en Afrique. - Crâne date d environ 2-3 millions d années. - Espèce qui ressemble à l humain (dents et mâchoires) et au singe (capacité crânienne). - Espèce bipède (marche sur 2 pattes) - Nomme la découverte Australopithèque On classifie cette espèce dans une branche des primates que l on nomme la famille des hominidés. Le genre Australopitecus est alors apparu.

12 Par la suite 1974 Lucy (2,9 à 3,4 m.a.) en Éthiopie 2001 Toumaï (7 m.a.) au Tchad (capacité cranienne semblable au chimpanzé) 2000 Orrorin (dents, fémur et phalanges) (6 m.a.) au Kenya Selam (septembre) Fille de 3 ans trouvée à Dikika, Éthiopie Vieux de 3,3 millions d années C est à partir de l espèce de Lucy qu apparaît un nouveau genre d hominidés que l on nomme le genre Homo. Homo habilis Tanzanie retrouvé avec des outils primitifs en pierre 1,6 à 2,4 m.a. Homme habile qui utilise des outils Bipède Homo erectus Asie, Afrique, Europe (0,5 à 1,7 m.a.) Homme debout Chassait à l aide d outils fabriqués Mangeait viande et plantes Utilisation du feu Descendant : découverte de l homme de Florès (2003) (documentaire) Homme de Tautavel Homo neanderthalensis à années Europe, Asie, Afrique 1908 homme de la Chapelle Environ 1,5 m hauteur aux Saints (France) Chassaient mammouth, ours, autres gros animaux à l aide de bons outils de pierre Groupes dans cavernes, abris Enterraient leurs morts Pas ancêtres directs de l homme moderne Homo sapiens années (1967 Omo I et II ont été redatés en 2005) Europe, Asie, Australie Environ 1,8 m hauteur Homme sage Ont évolués d une ligne de Cro-magnons Différente espèce de neanderthalensis

13 Outils faits de bois, pierre et os. Peinture dans cavernes, sculptures de pierre. Vivaient à la même époque et dans la même région que Neanderthalensis, mais on croit que ces derniers sont disparus car ils ne pouvaient plus soutenir la concurrence des Cro-Magnons. Février 2007 deux squelettes trouvées enlacées, face à face, en Italie, enterrées 5000 à 6000 années passées (probablement homme et femme, jeunes à cause des dents trouvées intactes) Otzi (1991) momie retrouvée dans la glace en Italie, 5300 années Néanderthals Cro-Magnons Fossiles indiquent leur apparition en Europe il y a environ ans et en Asie il y a environ ans. Fossiles indiquent leur apparition en Europe (France) il y a environ ans. Hominidé au corps trapu, aux os massifs, au menton petit et aux arcs sourciliers prononcés. Mesuraient environ 1,5m de hauteur. Chassaient des gros animaux comme l ours et le mammouth à l aide de bons outils de pierre Ensevelissaient leurs morts et pratiquaient des rituels reliés à l enterrement. Hominidés à front haut, au menton proéminent et aux arcs sourciliers peu prononcés. Mesuraient environ 1,8m de hauteur. Considérés les ancêtres directs de l humain moderne. Fabriquaient des outils élaborés faits de bois, de pierre et d os. Décoraient leurs cavernes de peintures et de sculptures de pierre.