CHAPITRE 14 : LES MECANISMES DE L’EVOLUTION
Introduction
Nous avons vu que seule l’évolution permet d’expliquer la différente variabilité des espèces vivantes. Tous les êtres vivants ayant un ancêtre commun. Comment se sont est donc effectuées les multiples transformations pour l’acquisition d’êtres vivants si différents ?
I-THEORIES DE L’EVOLUTION OPO
Différencier les théories de l’évolution
Plusieurs théories se sont succédées pour expliquer les mécanismes évolutifs.
On retiendra celle de Lamarck, de Darwin, le néodarwinisme I-1) Théorie de Lamarck
Elle stipule que la fonction crée l’organe et le fortifie, le défaut de son utilisation entraine sa régression et sa disparition et que ces variations adaptatives étaient transmises des parents au descendants. Exemple : le cou de la girafe s’est allongé pour rechercher la nourriture
I-2) Théorie de Darwin
Elle stipule que les êtres vivants qui se modifient aucours de leur histoire acquièrent des caractères nouveaux et seuls les caractères avantageux seront sélectionnés par la nature pour les espèces les plus aptes. Il y a une saine compétitivité, les faibles alourdissent le groupe et sont appelés à disparaitre
I-3) Le néodarwinisme
C’est une reformulation du darwinisme affirmant que les caractères biologiques différents sur les quels s’exerce la sélection naturelle résultent des mutations génétiques dues au hasard, mutations qui sont transmises génétiquement d’une génération à l’autre.
De toutes ces théories, la 3ème parait la mieux expliqué les mécanismes évolutifs
II-APPARITION DE NOUVEAUX GENES : OPOI ;
Justifier que la mutagenèse est source d’évolution
Les nouveaux gènes résultent des mutations qui engendrent des phénotypes nouveaux
II-1) La mutagénèse.
L’ADN est constamment soumis à des mutations induites, spontanées, ce qui entraine une diversification des versions alléliques, source d’innovation génétique au sein d’une population
II-2) Création de gènes nouveaux
LYCEE DE MBALLA II COURS EN LIGNE CHAPITRE 14
DEPARTEMENT DE SVT Classe : TD
Avril –Mai 2020 DUREE : Coefficient : 5
L’ancêtre commun à toutes les espèces est la bactérie qui a un génome comptant environ 1000 à 2000 gènes. L’homme à un génome une dizaine de milliers de gènes. Au cours de l’évolution, il y a donc eu complexification du matériel génétique créateur de nouveaux gènes. Ces gènes nouveaux peuvent être produits par des réassociations de gènes préexistants d’origine variée. Le mécanisme de reproduction réalisant le brassage génétique aléatoire de ces gènes engendre des génotypes nouveaux, originaux représentant chacun une combinaison allélique parmi l’infinité des possibilités. Le génome révèle donc une extraordinaire plasticité, condition indispensable à une évolution du monde vivant. Ces gènes nouveaux engendrent des phénotypes nouveaux.
Les innovations génétiques touchant les gènes de développement (ou gènes architectes ou homéotiques) ont des graves conséquences phénotypiques.
Ce sont des gènes qui gouvernent les étapes de l’édification d’un organisme et jouent un rôle majeur au cours de la vie embryonnaire ou larvaire : ils codent pour des protéines qui contrôlent la transcription des gènes de structure (enzymes, protéines membranaires et structurales). Une mutation d’un gène architecte peut transformer une partie du corps en une autre.
Exemples :
- La mutation bithorax de la drosophile transforme le troisième segment thoracique qui porte les balanciers en un segment portant une paire d’ailes, conférant ainsi à la mouche quatre paires d’ailes.
- La mutation antennapedia provoque la formation de la patte en lieu et place de l’antenne.
Les biologistes pensent que de telles mutations peuvent être à l’origine de l’apparition des plans d’organisation nouveaux chez les êtres vivants.
III- Conservation de nouveaux gènes OPO
Expliquer le rôle de la sélection naturelle dans les mécanismes évolutifs III-1) La sélection naturelle
Dans la nature, les effectifs des populations de la même espèce sont souvent stables. Ils sont souvent limités dans le temps et dans l’espace. Le mécanisme de la limitation des effectifs varient d’une espèce à l’autre. Dans tous les cas, on assiste à des éliminations massives et à des éliminations sélectives
L’élimination massive affecte les gamètes (lors de la fécondation, un seul spermatozoïde parmi les millions à la chance de féconder), les embryons (avortements suite aux anomalies chromosomiques). Ces éliminations de masse sont aléatoires et au hasard. La proportion des gènes n’est pas modifiée ainsi que son environnement. Les rescapés d cette sélection doivent survivre jusqu’à l’âge adulte. A ce stade, seuls les plus aptes persistent. L’élimination au stade adulte devient sélective quand les individus les mieux préparés et les mieux adaptés au milieu auront la chance d’évoluer. Exemple : drépanocytaire qui vit difficilement au stade adulte.
III-2) Compétition et sélection naturelle
Dans un milieu donné, un individu doit se battre pour sa survie, pour la transmission de ses gènes. Les individus défavorisés éliminés par sélection naturelle.
Exemple : chez les éléphants, la maturité sexuelle est atteinte à partir de 15 ans.
Cependant, le jeune mâle peut atteindre 15 autres années pour parvenir à l’activité sexuelle. Il doit se battre contre les plus vieux, et les plus robustes parfois âgés de 40 ans. Si l’agressivité lui manque, si ses défenses sont trop courtes, son poids trop léger, il sera exclu et ses gènes disparaitront dans les oubliettes de l’évolution. C’est une sélection naturelle par incompétence
III-3) Adaptation comme conséquence de l’évolution
Au cours de la reproduction, il y a brassage de nouveaux gènes et obtention d’individus de phénotypes nouveaux. La survie d’un individu à phénotype d’où génotype précis sera conditionné par son aptitude à pouvoir survivre aux conditions du milieu (prédation, conditions environnementales…etc). Les individus inaptes disparaitront, seuls les aptes survivront.
IV-LA SPECIATION OPOI :
Montrer comment se forment les nouvelles espèces à partir d’espèces anciennes
La spéciation est la formation des espèces considérées comme des ensembles de populations naturelles conspécifiques de la même espèce interféconds et reproductivement isolées des autres formes vivantes. C’est donc la naissance d’espèces nouvelles à partir d’une espèce originale. Il s’établit ainsi une barrière d’isolement reproductif qui limite les échanges entre les groupes en cours de spéciation. La spéciation fait allusion à l’espèce
IV-1) Notion d’espèce
L’espèce est un groupe d’êtres vivants interféconds et reproductivement isolés des autres groupes semblables. On définit l’espèce selon le critère de ressemblance et le critère d’interfécondité.
La ressemblance peut être morphologique (forme et organisation), chimique (exemple : les constituants du lait de vache sont différents de ceux de la chèvre), physiologique
Selon le critère d’interfécondité, deux individus sont de la même espèce s’ils peuvent s’interféconder ainsi qu’ils accouchent des enfants également reproductifs entre eux.
Le 1er critère est diversement interprété : des individus semblables peuvent appartenir à des espèces différentes (chiens et loups) et, réciproquement, des individus phénotypiquement différents peuvent appartenir à la même espèce (les différentes races de chiens sont interfertiles).
Le 2ème critère est essentiel : l’inaptitude au croisement est le principal critère de distinction de l’espèce (croisement fertile).
Exemples : lion et tigre peuvent donner naissance au ligron qui est stérile.
Ane et jument donnent le mulet qui est stérile.
Cependant, le blé et le seigle sont des céréales classées dans des espèces différentes. Leur croisement donne des hybrides fertiles. Ainsi, même le critère d’interfécondité n’est pas entièrement fiable.
IV-2) Conditions de la spéciation
En fonction des modalités de l’isolement reproductifs, on distingue la spéciation graduelle, la spéciation géographique, la spéciation écologique, la spéciation instantanée.
a)Spéciation graduelle
Elle consiste en la transformation graduelle d’une espèce en une autre
b) Spéciation géographique ou allopatrique
Elle est caractérisée par l’installation des barrières géographiques donnant lieu à un isolement géographique. La distribution géographique discontinue des espèces empêche les individus à se rencontrer, de croiser l’autre afin de maintenir le pool génétique constant
Exemple : cas des amphibiens Triton en Europe
Le Triton est un amphibien qui vivait dans les eaux européennes il y une dizaine de milliers d’années. Aujourd’hui, cette espèce unique a disparue et 5 nouvelles espèces se sont formées. L’espèce unique a disparue suite à un sévère refroidissement sur la couverture des Alpes ainsi qu’une partie du continent européen par les glaciers. A cette époque, les populations de Triton primitives se sont dispersées fuyant ainsi les conditions climatiques défavorables. Chaque Triton trouvait dans sa région d’accueil les conditions écologiques et climatiques favorables à sa survie et se distingue progressivement de la souche originale. De nos jours, on trouve 5 populations de Triton qui se distinguent par leur couleur, leur taille et surtout par leur comportement. Les parades nuptiales et l’aggressivité diffèrent d’une population à l’autre. Les 5 populations sont devenues des espèces nouvelles qui ne sont plus interféconds séparés par des barrières géographiques.
c) Spéciation écologique
Elle se produit lorsque les barrières écologiques sont à l’origine de la séparation des individus conspécifiques qui par suite de l’arrêt de l’accouplement entre elles évoluent en espèces nouvelles.
Exemple : cas des alouettes d’Afrique du Sud
Les Alouettes sont des oiseaux d’Afrique du Sud qui vivent dans des habitats différents. Les alouettes rouges font leurs nids dans le sol rouge alors que les alouettes noires vivent dans les nids faits de terre noire. Les partenaires sexuels éventuels ne peuvent donc pas se rencontrer à cause de leur habitat différent. Il s’agit des espèces en voie de spéciation
d) Spéciation instantanée
Lorsqu’une mutation survient et engendre des individus qui ne peuvent plus s’accoupler avec ses congénères, il se crée ainsi une nouvelle espèce.
Notons que le comportement propre emmène une nouvelle espèce à rechercher un habitat spécial différent de celui de ses congénères qui le
conviennent. Il se produit une spéciation qui conduit à la formation d’espèces nouvelles. Ce nouvel habitat peut être la fissure du sol, une grotte, une alimentation particulière, un hôte à parasiter.
Conclusion
L’évolution est un phénomène orienté. Elle n’intègre pas seulement les variations aléatoires que trie la sélection naturelle mais elle opère pour le bien de la population cible. L’évolution exige l’acquisition aucours du temps au fur et à mesure que les organismes se complexifient, des nouveautés dont l’information s’insère dans les brins d’ADN sous forme de nouveaux gènes. L’apport d’information et la création subséquente de gènes sont des mécanismes profondément distincts de la mutagénèse productrice d’allèles. Les modifications profondes de gènes et / ou d’allèles peuvent être à l’origine de la création des types nouveaux aboutissant à de nouvelles espèces.
