D2 LES ESPÈCES ET LA SPÉCIATION 5 heures
D.2.1 DÉFINIR FRÉQUENCE ALLÉLIQUE ET POOL GÉNIQUE (1) Fréquence allélique = mesure de la proportion de toutes les copies d un gène qui existe sous cette forme allélique dans une population définie. Pool génique = La totalité des allèles présents dans une population effectuant la reproduction sexuée. * Pour en savoir plus, s intéresser à la loi Hardy-Weinberg (niveau supérieur)
D.2.2 L ÉVOLUTION ET D.2.1 (1) L évolution implique un changement au niveau de la fréquence allélique d un pool génique d une population au cours de plusieurs générations. Activité d équipe: illustrer cet énoncé à l aide d un exemple fictif.
D.2.3 ESPÈCE (DÉFINITION PLUS COMPLEXE) (3) La définition la plus commune d une espèce est sa déf. biologique: Un groupe de populations pouvant se reproduire avec succès entre elles, et ayant un pool génique commun le séparant par l isolation reproductive des autres populations. Le processus de formation des espèces = spéciation.
D.2.4 DÉCRIRE 3 EXEMPLES DE BARRIÈRES ENTRE LES POOLS GÉNIQUES (2) Plusieurs phénomènes contribuent à la spéciation (des barrières reproductives). En voici qques unes: 1. L isolement géographique 2. La stérilité hybride 3. L isolement temporel 4. L isolement comportemental
1. L ISOLEMENT GÉOGRAPHIQUE Spéciation d une espèce (ici les pinson des Îles Galapagos)
2. LA STÉRILITÉ HYBRIDE Ex: Cheval (2n = 64 chrom.) et l âne (2n = 62chrom.); le résultat de leur fécondation est la mule (2n = 63 chrom). Les chromosomes n arrivent pas à se mettre 2 par 2 durant la méiose, et donc l animal est stérile.
3. ISOLEMENT TEMPOREL La grenouille des bois se reproduit entre mars et avril, alors que la grenouille taureau se reproduit entre juin et juillet.
4. ISOLEMENT COMPORTEMENTAL Le papillon de nuit femelle émet des phéromones lorsqu elle est en période de reproduction. Seuls les mâles papillon de nuit peuvent détecter ces phéromones à l aide de leurs antennes.
D.2.5 POLYPLOÏDIE ET SPÉCIATION (3) Polyploïdie = état de certaines cellules, surtout végétales, qui contiennent plus que 2 paires de chromosomes homologues. Haploïde (1x) Diploïde (2x) Triploïde (3x) Tétraploïde (4x) polyploïdie N ajoute pas de nouveaux gènes au pool génique, mais peut engendrer de nouveaux croisements. (prouvé par des études)
A lieu dans des espèces faisant la reproduction asexuée et sexuée. Beaucoup plus commune chez les plantes, (dont les entre 30-50% des angiospermophytes). Rare chez les animaux parce que la présence de ce grand nombre de chromosomes perturbe leur appariement normal (peu de chances d engendrer des gamètes viables pendant la méiose).
D.2.6 SPÉCIATION ALLOPATRIQUE ET SYMPATRIQUE (3) Spéciation: formation d une nouvelle espèce en subdivisant une espèce existante. Spéciation allopatrique: dans des zones géographiques différentes Spéciation sympatrique: dans une même région géographiques.
1. SPÉCIATION ALLOPATRIQUE Suite à un isolement géographique (ex. chaîne de montagne, mer, rivière ), le transfert des gènes est arrêté entre 2 populations d une même espèce. Chaque population se reproduit et favorise les critères avantageux au nouvel environnement. Un isolement prolongé de ces 2 populations peut mener à une séparation qui les rend génétiquement isolées l une de l autre, même si on enlève la barrière reproductive.
espace 2. SPÉCIATION SYMPATRIQUE Une seule espèce qui donne naissance à 1 nouvelle espèce Cette situation peut arriver si par exemple la source de nourriture principale vient qu à manquer, et qu une portion des oiseaux se rabattent sur une alimentation différente, mais présente dans un même territoire. Schémas de comparaison: sympatrique allopatrique temps
D.2.7 RADIATION ADAPTATIVE (2) Quand un groupe d organismes possède des structures homologues qui ont été différenciées pour faire une variété de travaux, on dit qu il a subit une radiation adaptative. Déf.: Évolution d une variété d espèces à partir d un ancêtre commun. Chaque espèce est adaptée à une niche, et les descendants peuvent être d aspect très différents de leur ancêtre et les uns des autres. Ex.: pinsons de Darwin
D.2.8 ÉVOLUTION CONVERGENTE / DIVERGENTE (3) Évolution convergente: Décrit le processus d organismes étant relativement éloignés génétiquement, mais possédant des structures similaires car ils se sont adaptés à des environnements similaires. Ex. : Les organismes suivants ont développés des pinces ou des griffes et une longue langue collante afin d ouvrir et de manger les fourmis et les termites dans les termitières et les fourmilières.
ORYCTÉROPE (AFRICAN AARDVARK)
ÉCHIDNÉ (ECHIDNA)
NUMBAT (AUSTRALIAN NUMBAT)
ÉVOLUTION DIVERGENTE A lieu lorsque 2 ou plusieurs adaptations ont une origine évolutive commune, mais ont divergées avec le temps. On appelle aussi ce concept «évolution adaptative» Convergente = organismes ayant trouvés une même solution à un problème posé par l environnement. Divergente = dû à une origine commune. Un bon exemple est les structures homologues des différents mammifères. (voir 5.4.2)
STRUCTURES HOMOLOGUES (ÉVOLUTION DIVERGENTE)
D.2.9 VITESSE D ÉVOLUTION (3) Discuter des idées sur la vitesse de l évolution, notamment le gradualisme et l équilibre ponctué. Il s agit de deux modèles d évolution possible. L évolution est graduelle. Le gradualisme est le changement lent d une forme à une autre. L équilibre ponctué implique de longues périodes sans changements importants et de courtes périodes d évolution rapide. Les éruptions volcaniques et les impacts de météores sont des exemples de changements qui provoquent le type d évolution:
Gradualisme Équilibre ponctué
D.2.10 DÉCRIRE UN EXEMPLE DE POLYMORPHISME TRANSITOIRE (2) Le polymorphisme est lorsqu il existe 2 ou plusieurs forme de la même espèce dans une même population. Les «formes» peuvent être morphologiques, comportementales ou biochimiques. Il existe 2 sortes de polymorphisme: transitoire et équilibré (voir D.2.11). Équilibré = lorsque le phénotype hétérozygote est favorisé. Transitoire = lorsque le phénotype (l allèle) majoritaire est entrain de se faire remplacer par un autre.
La Phalène du bouleau (PDB) - Avant 1840, en Angleterre la Phalène du bouleau est couleur crème avec des taches noires. - En 1848, une variété noire de Phalènes a été répertoriée - En 1895, la plupart des individus dans les populations était noire. - Il y a surement eu des Phalènes noires auparavant du à des mutations, mais jamais en cette proportion. - Le noire est dû à un allèle dominant. - La phalène est active la nuit et se camoufle sur les arbres le jour - Beaucoup de pollution en Angleterre pendant la révolution industrielle,
Augmentation des pluies acides dû au dioxyde de soufre qui est un produit de la combustion au charbon. Destruction des mousses et les écorces de beaucoup d arbres se sont trouvées exposées à des dépôts de suie. En 1956, l Angleterre a passé le «Clean Air Act» pour réduire la qtée de foyers et d usines chauffant au charbon. La qtée de Phalène du bouleau noire a beaucoup réduit depuis ce temps. On appelle ce phénomène le «mélanisme industriel»
D.2.11 ANÉMIE À HÉMATIES FALCIFORMES (2) Exemple de polymorphisme équilibré Pol.équili. = lorsque 2 différentes formes ou variétés coexistent dans une même population dans environnement stable. Voir annexe 10 (4.1.4) pour plus de détails sur cette maladie Homozygote pour ce caractère (Hb s Hb s ), la personne soufre de la maladie, hétérozygote, la personne a un grand avantage Voir annexe 20