Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05)
Bernadette Féry Automne 2007
Chapitre 23 Campbell, 3
eédition
LE NÉODARWINISME OU THÉORIE
SYNTHÉTIQUE DE L’ÉVOLUTION
Cours 9
Ernst Mayr (1942)
Georges Gaylord Simpson (1944) Theodosius
Dobzhansky (1937)
1. Naissance du Darwinisme
Darwin (1858). L'évolution est acceptée mais pas le mécanisme de la sélection naturelle. Darwin ne peut expliquer l’origine des variations des individus et
comment celles-ci se transmettent. Les travaux de Mendel ne sont pas encore faits.
2. Le darwinisme est épuré
WEISSMANN (1883) prouve que l'hérédité des caractères acquis (auquel Darwin adhérait) est impossible en
démontrant que les cellules du germen, transmissibles aux descendants, s'isolent très précocement des cellules du soma, non transmissibles aux descendants, les seules aptes à acquérir des caractères acquis.
3. Réappropriation des lois de Mendel
En 1900, de Vries, Correns et von Tschermack
redécouvrent les lois de Mendel chez les végétaux (en
réalité, ils connaissaient le travail de Mendel). Ces travaux permettent de comprendre les raisons des variations
observées par Darwin et comment elles se transmettent.
Cependant, ces généticiens, à l'image de Mendel,
croyaient que seuls les caractères discontinus étaient
héréditaires (caractères qui varient du tout au tout comme les fleurs mauves ou blanches). Ors, les travaux de Darwin portaient sur des caractères variant de façon continue
comme la longueur des poils (des caractères, on le sait aujourd’hui, dus à plusieurs paires d’allèles situés à des locus différents) et on ne croyait pas que ces variations étaient héréditaires. Le mendélisme et le darwinisme étaient en conflit.
1.Entre le darwinisme et le néodarwinisme
Vers la grande synthèse : la théorie de l’évolution4. On cherche un autre
mécanisme pour expliquer
l’évolution : le mutationnisme De Vries observe, en 1866, l'apparition soudaine de
nouvelles espèces chez
l'oenothère à grandes fleurs (Oenothera lamarckiana) et propose la mutation comme l'agent de l'évolution
(publication : Die Mutations
theorie, en 1901). Cette notion d’évolution par la mutation,
produisant des variations soudaines, fortuites et
héréditaires était
diamétralement opposée à la vision darwinienne d'une
évolution graduelle due à la sélection naturelle sur des variations continues.
Hugo de Vries et le mutationisme
Botaniste hollandais (1848-1935)
Soure
Les mutations sont
perçues dès le 18e siècle par Maupertuis puis
Lamarck et Darwin mais de Vries, le premier, les nomme et les définit
comme de brusques transformations
spontanées et héréditaires et leur attribue un impact sur l’évolution des
espèces.
5. Les travaux de recherche se poursuivent, les connaissances augmentent
Les progrès de la microscopie et des techniques de cytologie mènent à l’élaboration de la théorie
chromosomique de l’hérédité, en 1902 (les gènes de Mendel sont sur les chromosomes et ce sont eux qui subissent la ségrégation et l’assortiment
indépendant durant la méiose), théorie qui sera prouvée par Morgan (1910).
6. Une nouvelle science voit graduellement le jour : la génétique des populations (science qui étudie les variations génétiques des populations)
En 1908, Hardy et Weinberg, indépendamment l’un de l’autre, entreprennent des études en génétique des populations. Ils démontrent qu’une population
qui n’évolue pas maintient la fréquence de ses allèles de génération en génération. La génétique des
populations prendra véritablement son essor avec Ronald Fisher en 1930, « La théorie génétique de la sélection naturelle». Il montre que la sélection
naturelle favorise d’autant plus le maintien de
certains allèles dans une population qu’ils procurent un avantage plus important.
De façon générale, avec la génétique des populations, les scientifiques commencent à accepter l’idée que les lois de la génétique de Mendel sont compatibles avec les variations continues et la sélection naturelle de Darwin.
Le mendélisme et le darwinisme ne sont plus en conflit.
7. La théorie synthétique de l’évolution (théorie néodarwinienne) prend forme
Une synthèse de la conception darwinienne de la sélection naturelle et de la théorie mendélienne de l’hérédité.
(1930-1947) — Sewall Wright, Théodosius Dobzansky, Julian Huxley, Ernst Mayr, George G. Simpson, John B.S.
Haldane (extrait)
• Sewall Wright (1889-1988). Identifie l'effet fondateur, effet d'échantillonnage lorsqu'une petite population se sépare d'un plus vaste ensemble, et la dérive génétique,
modification de la répartition des allèles au cours du temps liée aux petites populations.
• Theodosius Dobzhansky. Publie «La génétique et l’origine des espèces» en 1937.
Il découvre que les espèces ont tendance à posséder une grande variété de gènes, apparemment inutiles dans un
environnement présent, mais apportant à l'espèce dans son ensemble une vaste diversité génétique, garantissant une adaptation efficace à de nouveaux environnements.
Reconnaît la diversité génétique dans les populations.
• Julian Huxley. Publie «L’évolution, la synthèse moderne» en 1942. Il crée le terme de synthèse évolutive pour cette
théorie qui unit les connaissances de toute la biologie
[biochimie, biochimie de l'hérédité, génétique généalogique, génétique des populations, cytologie, physiologie du
développement, biologies animale et végétale, écologie, éthologie, biogéographie, paléontologie, systématique], de la géologie [radiochronologie et tectonique globale] et
l'analyse mathématique.
• George Simpson (1902-1984). Apporte des arguments
paléontologiques. Spécialiste de l’évolution des équidés, il distingue microévolution, macroévolution et mégaévolution pour rendre compte de l’apparition et de la divergence de nouveaux groupes aux différents niveaux de la classification (espèces, familles, classes, etc.). Il pensait qu’un processus unique et graduel permettait d’expliquer l’évolution à ces différents niveaux.
(lire)
8. La théorie synthétique de l’évolution à l’heure d’aujourd’hui
L’idée d’évolution n’est plus contestée aujourd’hui chez les biologistes mais ses modalités donnent encore lieu à controverse.
• La notion de sélection naturelle a dû être relativisée à la suite des travaux de Motoo Kimura (1924-1994) et de son école neutraliste montrant que certains gènes évoluent sans donner prise à la sélection.
Années 1970 : neutralisme
• Le gradualisme de Simpson a été remis en question par Niles Eldredge et Stephen Jay Gould en 1972 avec leur théorie des équilibres ponctués et la distinction des mécanismes affectant micro et macroévolution.
Selon ce concept, la spéciation se fait par étapes successives et non progressivement, ce qui permet
d’expliquer la longue persistance de certaines espèces ou au contraire la très rapide évolution par bonds
d’autres groupes.
Années 1970 : modèle des équilibres ponctués
(lire)
2. La théorie synthétique de l’évolution (néodarwinisme)
Élaborée en une quinzaine d’années (1930-1947) Intègre la sélection darwinienne et l’hérédité mendélienne
Dite «synthétique de l’évolution» car elle amalgame de nombreux domaines scientifiques : génétique des
populations, paléontologie, taxinomie et biogéographie.
Son grand apport : l’évolution se fait à l’échelle des populations et non à celle de l’individu. Un résumé de la théorie néodarwinienne
Une population évolue.
Suite à des petites modifications de la fréquence des allèles de son pool de gènes.
Sous l'effet de la sélection naturelle (principal
mécanisme de l'évolution) mais aussi sous l'effet d'autres agents de l'évolution : dérive génétique, mutation et flux génétique.
De grands changements résultent de l'accumulation
de ces petites modifications étalées sur de longues
périodes.
Population Groupe
d'individus de la même espèce vivant sur un
territoire donné et à un moment déterminé
Espèce
Ensemble de populations dont tous les membres ont le potentiel de se reproduire entre eux dans un
environnement naturel
3. Vocabulaire
Mer de Beaufort
Alaska Yukon
Campbell : 494 (3eéd.) — Figure 23.3
Aire de distribution des caribous de la rivière Porcupine
Aire de distribution des caribous de la rivière Fortymile
Microévolution
Modification, au cours des générations
successives, des
fréquences des allèles d'une population sous l'effet des agents de l'évolution
Spéciation
Apparition d'une nouvelle espèce comme résultat de la microévolution
13 locus occupés par l’allèle X1 d’où la fréquence de l’allèle X1
=13 /26 = 0,5
4 locus occupés par l’allèle X2 d’où : X2 = 4 /26 = 0,154
9 locus occupés par l’allèle X3 d’où : X3 = 9/26 = 0,346
Fréquence allélique
Fréquence relative d'un allèle donné par rapport aux allèles de
l'ensemble de la population
La somme des allèles d'un locus égale 1
X1 +X2 + X3 = 1 ou 0,5 + 0,154 + 0,346 = 1
Patrimoine génétique pour le locus X d’une population de 13 individus (26 locus au total)X1 X1X2 X1X3 X2X3 X1X1 X1X1 X1X2 X3X1 X3X1 X3X3 X3X1 X1X3 X2X1 X312354678910111213
Patrimoine génétique
(pool génétique, fonds génétique)
Ensemble des gènes que possède une
population à un
moment donné (tous les allèles de tous les locus de tous les
individus de la population)
Fixation d'un allèle
Si un seul allèle occupe un locus donné, il y a fixation de cet allèle dans la population
(tous les membres de la population portent
deux allèles identiques).
4. Les agents de l’évolution de la théorie néodarwinienne
Agents qui modifient les fréquences alléliques d’une population causant ainsi de la microévolution
La dérive génétique
Surtout dans les petites populations.
Seuls quelques gamètes sont tirés pour produire les descendants.
Dans ces gamètes, certains allèles peuvent avoir été tirés plusieurs fois et d'autres, pas du tout (erreurs d'échantillonnage des allèles dans les gamètes).
Le patrimoine génétique de la génération parentale n'est pas fidèlement représenté dans la génération suivante.
5 plantes 5 plantes se se
reprodui reprodui sent sent
RrRr rrrr
RRRR RRRR
RRRR RRRR RRRR RRRR
RRRR RRRR RRRR RRRR RRRR RRRR
RRRR
RRRR RRRR
RRRR
RRRR RRRR
RrRr
RrRr RrRr
RrRr RrRr
RrRr RrRr rrrr
rrrr
rr rr
Dérive génétique chez une petite population de 10 individus
2 plantes 2 plantes se se
reprodui reprodui sent sent
La fréquence des gènes change à chaque génération à cause du hasard
Campbell : 490 (2eéd.) — Figure 23.4
Réduction de la taille d’une population par une
catastrophe (feu, chasse intensive, glaciation,
inondation …)
Cas des éléphants de mer
En 1898, la chasse a réduit une population de la côte
mexicaine à 20 animaux. De plus, seuls les mâles
dominants s’accouplent.
Maintenant la diversité
génétique est très réduite et de plus, il y a fixation d'allèles pour 24 locus.
Deux causes de réduction de taille des population favorisant la dérive génétique !
Campbell : 501 (3eéd.) — Figure 23.7
Effet d’étranglement Effet fondateur
Exemple des gens de
Charlevoix et du Saguenay- Lac-Saint-Jean
Une petite population colonisatrice a quitté la Vendée et la Charente- Maritime en France pour
s’installer à Québec. L’un ou plusieurs d’entre eux avaient un gène pour la dystrophie myotonique. Certains de leurs descendants ont ensuite fondé Charlevoix puis, quelques uns de ces derniers sont allés au Saguenay.
À l'heure actuelle, 5 maladies génétiques récessives sont très fréquentes au Saguenay Lac St-Jean
Thyrosinémie, ataxie de Charlevoix-Saguenay ou
dystrophie myotonique(189/
100 000), fibrose kystique, acidose lactique et
neuropathie sensitivo-motrice.
Naissance d’une petite
population par migration de quelques individus vers un nouvel habitat
(colonisation).
Migration d'individus féconds entre des
populations différentes.
L'immigration apporte des gènes et
l'émigration en retire.
Cause de la
microévolution puisqu'il modifie la fréquence des allèles d'une population.
Homogénise les
diverses populations ce qui limite la
formation de nouvelles
espèces.
Campbell : 491 (2eéd.) — Figure 23.6Le nouveau visage américain issu du mélange des gènes des différentes races
Source Source
Le flux
génétique
Sourc
Facteur très important de l'évolution car e
fournit les nouveaux gènes, la matière brute de la sélection naturelle.
Une mutation germinale (transmise à la
génération suivante par un gamète) modifie immédiatement le pool génique de la
population.
Événement rare et le plus souvent néfaste.
Effets quantitatifs plus importants chez les organismes à temps de génération court (bactéries et virus).
Effet moins marqué chez les organismes à temps de génération plus long (animaux et végétaux).
La
mutatio n
Fait
apparaître les nouveaux
gènes
Les individus les mieux adaptés à leur environnement se reproduisent plus que les autres et contribuent davantage au patrimoine génétique de la descendance.
La fréquence des bons gènes (par rapport au milieu) augmente
graduellement dans la population, de génération en génération.
La sélection naturelle entraîne
l'adaptation d'une population à son milieu.
Source Source
La sélection naturelle
Augmente la fréquence des meilleurs allèles dans la population (les meilleurs par rapport au milieu)
Les accouplements non aléatoires
Modifient la fréquence des génotypes dans la population mais pas celle des allèles.
L'endogamie et l'homogamie ne sont pas une cause de microévolution puisqu’ils ne modifient pas le pool
génique d’une population. Cependant, si certains des individus issus de ces croisements non aléatoires ont plus de chance de s'accoupler que d'autres (par
sélection naturelle), il s'ensuivra une modification de la fréquence allélique dans la population descendante et par conséquent, de la microévolution. En conséquence, les accouplements non aléatoires sont un facteur
potentiel de microévolution.
• Croisement entre individus qui se ressemblent pour certains caractères.
• Répandu chez les animaux.
–Choisir le plus grand.
–Choisir le plus beau.
• Croisement entre individus du voisinage, donc ayant des liens de parenté.
• Chez les espèces se dispersant peu,
particulièrement dans le règne végétal.
–Consanguinité des familles royales.
–Autofécondation des plantes.
L’endogamie L’homoga
mie
5. La loi de Hardy-Weinberg
• Découverte en 1908.
• Par Hardy (Anglais) et Weinberg (Allemand), séparément.
• Prédit que lorsqu'il n'y a pas d'agents évolutifs à l'oeuvre, la population n'évolue pas car la
fréquence des allèles ainsi que la fréquence des
génotypes (déterminés par ces allèles) demeurent
constantes de génération en génération.
En conséquence, le brassage des allèles résultant de la méiose et des aléas de la fécondation n'ont pas d'effet sur la
composition génétique globale d'une population.
Godfrey Hardy (1877-1947)
Wilhelm Weinberg (1862-1937)
Source
Source
6. Démonstration de la loi de Hardy-Weinberg
MISE EN SITUATION
Une population mère de fleurs sauvages est constituée de 500 individus : 320 homozygotes rouges (RR), 160
hétéroygotes rouges (Rr) et 20 homozygotes blancs (rr)
Campbell : 486 (2eéd.) — Figure 23.3
PATRIMOINE
GÉNÉTIQUE DE LA POPULATION
PARENTALE
La somme des
fréquences des allèles est 1 donc, 0.8 R + 0.2 r
= 1
Phénotypes Phénotypes
Génotypes Génotypes Nombre de plants
Nombre de plants (total = 500)
(total = 500)
Nombre d’allèles dans le Nombre d’allèles dans le pool génique (total = 1 000) pool génique (total = 1 000)
P = fréquence de R = 0,8 q = fréquence de r = 0,2
Fréquence des
génotypes dans la population
Fréquence des allèles dans la population mère
Suite
La fréquence des génotypes ainsi que celle des allèles «de la
population fille»
est la même que celles de la
population mère.
La population n’a pas évolué.
•Tous les individus de la population mère se
reproduisent et font des gamètes.
•La fréquence des allèles R et r dans les gamètes est la même que celle de la population mère.
•L’union des gamètes se
produit au hasard et tous, ont la
même chance d’être fécondés.
Gamètes mâles
Gamè tes femell es
Fréquenc e des génotype s
Fréquen ce des allèles
PATRIMOINE GÉNÉTIQUE DE LA POPULATION FILLE
Lorsqu’il n’y a pas d’agents évolutifs à l’œuvre, une population maintient sa structure génétique de génération en génération.
En d’autres mots, les fréquences des allèles et des génotypes de la population se
maintiennent de génération en génération.
En résumé
On dit d’une population qui n'évolue pas qu’elle présente l'équilibre
d'Hardy- Weinberg.
(Équilibre panmictique)
7. Généralisation de la loi de Hardy-Weinberg pour une population où deux allèles seulement sont étudiés : A et a
p est la fréquence de l'allèle A et q est la fréquence de l'allèle a
En utilisant cette équation, on peut déterminer la fréquence d’un allèle, d’un génotype ou d’un
phénotype dans la population.
(p+q) x (p + q) =
(p+q) x (p + q) = p
2AA + 2pq Aa + q
2aa = 1
Fréquence Fréquence Homozygotes Hétérozygotes Homozygotes
des gamètes des gamètes dominants récessifs
mâles femelles
Fréquence des génotypes de la génération
La fréquence des homozygotes récessifs est de 1 / 25 600 = 0,000 039
La fréquence du gène récessif q(p) est = √ 0,000 039 = 0,0062449
La fréquence du gène dominant p(P) est = 1- q(p)
= 1 - 0,0062449 = 0,9937551
Les hétérozygotes 2 pq (Pp) = 2 (0,9937551 x 0,0062449) = 0,0124118
Donc 124 personnes 10 000 sont porteuses de la maladie au Québec
Un bébé sur 25 600 souffre de phénylcétonurie au
Québec, une maladie récessive (p). Supposons que la population du Québec présente l’équilibre de Hardy- Weinberg ; combien de personnes sont porteuses de
la maladie ?
P = santé
p = phénylcétonurie
Homozygot es dominants
Homozygo tes récessifs Hétérozyg
otes
p2 PP + 2pq Pp + q2 pp = 1
Application no 1
Chez le bétail Shorthon, trois génotypes sont possibles :
RR : animaux rougeâtre RR’ = animaux rouans R’R’ = animaux blancs
Une population de Californie contient 324
rougeâtres, 432 rouans et 144 blancs. Supposant qu’elle présente l’équilibre de Hardy-Weinberg, quelle est la fréquence des gènes dans son pool génétique ?
On peut utiliser les homozygotes rougeâtres ou blancs pour le calcul mais pas les hétérozygotes rouans qui contiennent les 2 allèles à la fois.
Prenons les blancs.
La fréquence des animaux blancs = 144 blancs / 900 animaux = 0.16
La fréquence de l’allèle R’ = √ 0 .16 = 0.4 La fréquence de l’allèle R = 1 - 0.4 = 0.6
R = Rouge R’ = Blanc
Homozygo tes rouges
Homozygo tes blancs Hétérozyg
otes
p2 RR + 2pq RR’ + q2 R’R’ = 1
Application no 2
8. Les conditions d’application de la loi d’Hardy- Weinberg
Les individus de la population sont diploïdes.
Les individus se reproduisent selon un mode
sexué. (Cette loi suppose la rencontre des gamètes.)
Les couples se forment au hasard et tous ont la même chance de se reproduire.
Pas de dérive génétique car la population est de grande taille. (Les lois de la probabilité s'appliquent.)
Pas de flux génétique. (Pas d'immigration de gènes ou d'émigration de gènes vers
d'autres populations qui pourraient changer le pool génique.)
Pas de mutations qui feraient apparaître de nouveaux allèles.
Pas de sélection naturelle qui pourrait
favoriser la transmission de certains allèles à la descendance au détriment des autres.
IL N'Y A PAS D'AGENTS ÉVOLUTIFS À L'ŒUVRE DANS LA POPULATION.
• Modèle qui n'existe pas dans la nature.
Impossible que toutes les conditions nécessaires à l'équilibre d'H-W soient présentes en même temps.
• Modèle théorique qui permet d'évaluer s'il y a de la microévolution dans une population.
On mesure la fréquence des allèles dans la
population mère et l’on applique l'équation. Si la structure génétique de la population fille s'écarte de celle prédite par la loi, alors on sait qu'au moins un agent de l'évolution est à l'œuvre.
• Modèle théorique qui permet de prédire les coûts sociaux des maladies génétiques.
Si on connaît le pourcentage d'individus qui présentent une maladie récessive dans une population, on peut évaluer le nombre de
transmetteurs sains puis prévoir la probabilité d'apparition de la maladie dans les générations futures. Si celle-ci est grande, on peut décider
d'investir dans la recherche ou prévoir des budgets pour soigner les malades.
9. L’équilibre d’Hardy-Weinberg n’existe pas mais
est utile
10. Compléments sur la sélection naturelle et sur la variation
S'exerce sur les aptitudes de
l'individu
(aptitudes à se nourrir, à se
défendre, à se reproduire, à
…) donc sur le phénotype de l’individu.
Comme le phénotype dépend du génotype, la sélection
s'exerce
indirectement sur le génotype (via le
phénotype).
FOUS DU GALAPAGOS
ADN ARN
Protéine
(Génotype)
(Phénotype)
La sélection naturelle s'exerce sur le phénotype (l’apparence)
La sélection naturelle agit sur les individus, mais seules les populations évoluent
Campbell : 493 (3eéd.) — Figure 23.2
Cas des herbes du pays de Galle qui sont résistantes aux métaux toxiques
1)Une mine est
abandonnée ; son sol est contaminé de métaux
toxiques.
2)Des graines d’agrostis d’un champ voisin tombent sur les résidus : certaines germent car elles ont des gènes qui les rendent
capables de tolérer les métaux, les
autres ne germent 3)Année après année, pas.
la population de graminées
tolérante
augmente. La population évolue.
Agrostis
«résistants» aux métaux toxiques
Agrostis
«ordinair es»
Les individus sont incapables d’évoluer «génétiquement parlant». Ils ne font que transmettre leurs gènes lorsqu’ils le peuvent. De génération en génération, les caractères déterminés par ces gènes augmentent dans la population qui «évolue».
Source Source Une population
ayant beaucoup de variations
génétiques a plus de chances de
survivre qu’une autre population, moins variée.
Pourquoi ?
Elle a plus de chance que
certains de ses individus
possèdent les
bons gènes qu’il faut pour faire face à leur
environnement.
Plus une population montre de variations, plus
la sélection naturelle a de chances de s'exercer
Cas du mélanisme
industriel Source
Les phalènes claires ont été sélectionnées (éliminées) durant la révolution
industrielle et la population est devenue sombre.
Éliminées (sélectionnées)
Phalènes survivantes
La sélection naturelle peut s'inverser
Après cette période, la
phalène a repris sa forme claire parce que les phalènes
sombres ont été sélectionnées (éliminées).
Éliminées (sélectionnées) Phalènes survivantes
Exemple des fleurs
Les fleurs blanches aa sont plus dévorées que les fleurs rouges AA ou Aa et laissent 20% moins de descendants.
La valeur adaptative des génotypes AA ou Aa est de 100% ou 1.
La valeur adaptative du génotype aa est de 80% ou 0,8.
Le coefficient de sélection du génotype aa est de 20% ou 0,2.
Coefficient de sélection = coefficient d’élimination.
La sélection naturelle favorise les génotypes
ayant la plus grande valeur adaptative (ceux
qui laissent le plus de descendants)
Balanus, un crustacé, ne
s'installe pas au-dessus d’une certaine zone de marée car il ne résiste pas à la
dessication prolongée.
Facteur
?
Campbell : 1244 (2eéd. ) —Figure 51.21
Ces Fous de Bassan luttent
farouchement pour conserver leur petit territoire ce qui leur permet de s'accoupler par la suite.
Campbell : 1286 (2eéd.) — Figure 53.2
Biotique : compétition Abiotique : eau Facteur
?
Les facteurs de sélection naturelle sont les facteurs qui interfèrent dans la vie d'un individu : relatifs au milieu physico-chimique (facteurs abiotiques) et
relatifs aux vivants (facteurs biotiques)
Les variations
héréditaires sont des
caractères acquis par les membres d'une
population au cours des générations successives pour s'adapter au milieu.
Elles sont le résultat de la microévolution par la
sélection naturelle et sont présentes dès la
naissance.
Les variations non héréditaires sont des modifications physiques acquises par un organisme au cours de sa vie pour
s'adapter aux conditions locales. Ces adaptations temporaires favorisent la survie de l'individu mais ne sont pas codées de façon spécifique dans le génome.
Campbell : 1090 (1eéd.) — Figure 47.7
La sélection naturelle ne s’exerce
véritablement que sur les variations
héréditaires
Campbell : 505 (3eéd.) — Figure 23.12
La sélection directionnelle
change la moyenne des valeurs du
caractère vers un des phénotypes extrêmes.
La sélection diversifiante
favorise les deux phénotypes
extrêmes.
La sélection stabilisante élimine le deux
phénotypes extrêmes.
Fréquence des individus dans la population d’origine
Les trois
modes de
sélection
naturelle
Bec plus grand
Bec plus petit
Campbell : 498 (2eéd.) — Figure 23.13
Directionnelle
Exemple du pinson à bec moyen des îles Galápagos
Durant les années sèches, les graines sont rares ; le pinson se
tourne vers les grosses graines pour survivre. Les pinsons à gros becs sont favorisés et transmettent leurs gènes.
La taille moyenne du bec augmente dans la population. Durant les
années pluvieuses, les petites graines sont abondantes et le caractère gros bec n’est plus un
avantage. La taille moyenne du bec diminue.
Campbell : 498 (2eéd.) — Figure 23.14
Exemple des pinsons du Cameroun
Les pinsons à plus petits becs survivent bien en mangeant des graines molles tandis que les pinsons à gros becs survivent bien en
mangeant des graines dures qu'ils cassent.
Sélection ? Sélection ?
Diversifiante
Exemple des bébés humains
À la naissance, le poids varie entre 3 et 4 kg.
Les bébés trop petits ou trop gros ont plus de chance de mourir.
Source Sélection ?
StabilisanteSélection ?
Exemple du saumon du Pacifique
Les mâles petits et furtifs arrivent à se reproduire ainsi que les mâles gros et batailleur.
Diversifiante
Dérive génétique perte d'allèles par erreur d'échantillonnage
Sélection stabilisante sélection du phénotype moyen
Sélection directionnelle
sélection d’un phénotype extrême
Mutation nouveaux gènes
Recombinaison génétique enjambements et assortiment indépendant
Sélection diversifiante sélection des phénotypes extrêmes
Sélection sexuelle choix du mâle par la femelle les allèles
correspondant aux caractères choisis deviennent plus répandus au fil des générations
Ne confèrent ni avantages ni désavantages.
Se perpétuent de façon passive dans les génotypes.
Ne sont pas soumises à la sélection naturelle.
La fréquence d'un allèle
responsable d'une variation neutre peut augmenter ou diminuer du simple fait de la dérive génétique.
La variation des caractères
"observables" n'est
habituellement pas neutre.
La majorité des variations moléculaires sont
apparemment neutres.
On peut détecter les variations moléculaires par des méthodes biochimiques comme
l'électrophorèse sur gel.
La diploïdie soustrait les allèles récessifs à la sélection en la cachant dans les hétérozygotes (maintien des allèles défavorables dans la population)
La réserve de variations neutres variations génétiques qui semblent avoir des effets négligeables sur le plan du succès
reproductif (comme les empreintes digitales)
Facteurs qui
diminuent la variation génétique au sein des populations
Facteurs qui augmentent la
variation génétique au sein des populations
Facteurs qui
maintiennent ou
restaurent la variation génétique au sein des populations
Queue
raccourcie Queue
coupée et recollée Queue allongée Rapide Lente
Données préalables :
Les mâles ont une queue plus longue que celle des femelles.
Expérience :
On trafique la queue des mâles : queue raccourcie, queue
maintenue, queue allongée Résultat :
Plus la queue des mâles est
longue, plus vite ils sont choisis par les femelles. Le choix des femelles a donc tendance à faire augmenter la longueur de la
queue des mâles.
Purves : 463 (dernière éd. fr.)
— Figure 20.11
Explications sur la sélection sexuelle
Exemples de variations sexuelles On présume que les caractèrespour lesquels sont choisis les
mâles sont en corrélation avec un bon état de santé et une
résistance aux agents pathogènes.
Campbell, éd. anglaise — 23-16x1
Une expérience pour illustrer le choix du partenaire sexuel en rapport avec la queue de l’hirondelle de grange
L’heure ux élu Le
laisser pour contre
LE CLINE DES ACHILLÉES
En haute altitude, la taille des plants est plus petite.
11. La variation génétique des populations se
manifeste, le long d'un grand axe géographique, par un cline
La présence de caractères distincts selon la région signe une fréquence allélique modifiée. Causé par la
dérive génétique ainsi que par la sélection naturelle qui varie d'une région à l'autre en raison des différences de l'environnement.
Campbell : 493 (2eéd. Française) — Figure 23.8
LE CLINE DU TRÈFLE EUROPÉEN
Les plants produisent du cyanure qui les protège des herbivores en leur donnant mauvais goût mais cela les rend plus fragiles au gel. Le trèfle présente donc un cline d'est en ouest.
La présence de variations génétiques entre les
membres de la population locale pour un caractère
donné se manifeste par des formes différentes pour ce caractère. Cas de polyallélies.
12. La variation génétique des populations se manifeste, à l’échelle locale, par du
polymorphisme (polymorphisme local)
POLYMORPHISME DU PINSON DU CAMEROUN
Campbell : 498 (2eéd.)
— Figure 23.14
La sélection naturelle dite en fonction de l'hétérogénéité du milieu maintient des «gros»
becs et des «petits» becs. Les pinsons à plus petits becs
mangent des graines molles et les pinsons à gros becs mangent des graines dures qu'ils cassent.
La sélection favorise ces deux formes de bec car ainsi les
oiseaux ont moins de
compétition entre eux et survivent mieux.
POLYMORPHISME DES POISSONS MANGEURS D'ÉCAILLES (lac
Tanganyika à l'est de l'Afrique centrale)
La sélection naturelle dite dépendant de la fréquence maintient des bouches
«droite» et des bouches
«gauche». Les poissons
attaquent les écailles par la droite ou par la gauche. S’il n’y avait que des poissons qui attaquent à droite, le poisson attaqué s’habituerait et
éviterait les attaques. C’est pourquoi la sélection favorise deux types de bouches.
Purves : 467 (dernière éd. fr.) — Figure 20.16
POLYMORPHISME DES PAPILLONS IMITANT DES PAPILLONS TOXIQUES (en Afrique)
La sélection naturelle dite dépendant de la fréquence maintient cinq phénotypes parmi les femelles du papillon imitateur. S’il y avait trop de papillons imitant la même espèce toxique, les oiseaux
s’habitueraient au fait que des fois le papillon est bon et
d’autres fois il est mauvais. Il prendrait donc la chance de les manger. C’est pourquoi la sélection favorise plusieurs formes chez les papillons
imitateurs mais chaque forme est peu nombreuse.
POLYMORPHISME DES
SERPENTS-JARRETIÈRES (dans un champ de l’Oregon)
Campbell : 446 (1eéd.
Française) — Figure 21.6
La sélection naturelle dite en fonction de l'hétérogénéité du milieu maintient quatre colorations différentes chez ces couleuvres. Ces
variations favorisent la
dispersion des serpents sur les différentes parcelles du territoire sans qu’ils ne se « compétitionnent » puisque chacun est adapté à un
environnement un peu différent. Le partage des ressources est plus efficace.
Campbell : 449 (1eéd. Fr.)
— Figure 20.10
(5) espèces toxiques
(5) forme s du papill on imitat eur
