« Dans le temps et dans l’espace, il semble que nous approchions d’un fait grandiose, du mystère des mystères: l’apparition de nouveaux êtres sur la Terre. »
Charles Darwin
Voici ce qu’a écrit dans son journal de bord le grand naturaliste après avoir observé les Pinsons des îles Galápagos (1000km à l’ouest de l’Équateur)
Les Pinsons de Darwin montrent une étrange ressemblance entre eux et avec ceux du continent… ce pourrait-il qu’une espèce pionnière originaire du continent ait pu donner toutes celles des Galápagos et si oui, selon quel processus de diversification ?
Notions fondamentales: Mutation, sélection naturelle ou sexuelle, dérive génétique, évolution des génomes des populations, origine des expèces, biodiversité.
L’essentiel d’un seul coup d’œil :
Dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée, le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population.
Mais, dans les populations réelles, différents facteurs empêchent d’atteindre cet équilibre théorique. L’existence de mutations, le caractère favorable ou défavorable de celles-ci, la taille limitée d’une population, les migrations et les préférences sexuelles sont autant de facteurs de la micro-évolution des populations.
Les populations sont par conséquent soumises à la sélection naturelle, à la sélection sexuelle et à la dérive génétique, considérées comme les trois grands mécanismes d’évolution des populations.
À cause de l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps. Cette différenciation peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre différentes populations de part et d’autre d’une frontière.
Toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps. Les organismes sont sélectionnés, les populations évoluent, les espèces apparaissent ou disparaissent.
Plan de la leçon:
- Populations et espèces, deux concepts importants
- Un modèle théorique de l’évolution des populations
- Les facteurs de modifications des populations au cours du temps
- Le concept d’espèce
Regardez ce film pour comprendre:
Schéma bilan:
Testez-vous:
Quelle est la différence entre une population et une espèce?
1- Populations et espèces, deux concepts importants:
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Pour en savoir plus sur les Tritons et les Salamandres:
A retenir:
- Distinguer populations et espèces n’est pas chose facile. Les ressemblances entre individus sont parfois si importantes que la tentation est grande d’en faire des individus d’une même espèce.
- Souvent, les aires de répartitions différentes et la descendance fragile sont de bons critères pour distinguer deux espèces de deux populations.
- Par conséquent, on définira une population comme un groupement d’individus capables de s’accoupler et d’avoir une descendance viable et fertile.
2- Un modèle théorique de l’évolution des populations:
Le modèle mathématique trouvé par Hardy et Weinberg prévoit la stabilité de la fréquence des allèles dans une population sous certaines conditions.
Démonstration.
Cliquez sur le lien et faites ce TP:
TP_sur_la_loi_de_Hardy_Weinberg_
Exercice d’application en génétique humaine : la phénylcétonurie
A retenir:
- Dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée, le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population de génération en génération.
- Ce modèle nous permet donc de définir les conditions dans lesquelles le modèle ne s’applique pas et ainsi trouver les facteur d’évolution des populations.
Dans les populations naturelles, les conditions de vie ne correspondent pas aux conditions prédites par Hardy et Weinberg: quels sont ces facteurs qui modifient les populations au cours des temps géologiques?
3- Les facteurs de modifications des populations au cours du temps:
Influence de la sélection naturelle sur l’évolution des populations:
Influence de la dérive génétique sur l’évolution des populations:
Cliquez sur le lien ci-dessous pour simuler l’expérience de Peter Buri:
Les facteurs qui éloignent les population de l’équilibre de Hardy-Weinberg :
La loi de Hardy-Weinberg décrit une population hypothétique qui n’évolue pas. Or, dans les populations réelles, les fréquences alléliques et génotypiques changent avec le temps, et ce, parce que les cinq conditions qui font qu’une population n’évolue pas sont rarement réunies.
Ces conditions sont les suivantes :
- Il n’y a pas de mutation. Les mutations altèrent le patrimoine génétique en modifiant des allèles ou encore en supprimant ou en dupliquant des gènes complets.
- L’accouplement se fait de manière aléatoire. Si les individus s’accouplent de préférence avec des partenaires d’un même sous-ensemble de la population, comme des proches parents (autofécondation), le mélange des gamètes ne se fait pas au hasard et la fréquence des génotypes varie. (On appelle pangamie la rencontre aléatoire des gamètes et panmixie la rencontre aléatoire des individus.)
- Il n’y a pas de sélection naturelle. L’inégalité des chances de survie et de succès reproductif des individus porteurs de génotypes différents modifie les fréquences alléliques.
- La taille de la population est extrêmement grande. Plus la population est petite, plus le rôle du hasard dans les fluctuations des fréquences alléliques d’une génération à l’autre est important – un phénomène appelé dérive génétique.
- Il n’y a pas de flux génétique. Le flux génétique, c’est-à-dire le déplacement des allèles entre des populations, peut modifier les fréquences alléliques.
A retenir:
Dans les populations réelles, les différents facteurs qui empêchent d’atteindre l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg sont :
- l’existence de mutations,
- le caractère favorable ou défavorable de celles-ci,
- la taille limitée d’une population (effets de la dérive génétique),
- les migrations
- les préférences sexuelles.
4- Le concept d’espèce:
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A retenir:
- À cause de l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps, autrement dit, la fréquence des allèles change dans des populations plus ou moins isolées génétiquement.
- C’est ce que Darwin a découvert: « la descendance avec modification par le biais de la sélection naturelle ».
- Au cours du temps, cet isolement génétique est tel que les individus de deux populations différentes peuvent ne pas arriver à se reproduire entre eux, on peut alors parler d’espèces et non populations.
- Toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps.
Conclusion:
L’apparition des espèces constitue véritablement le mystère des mystères pour le biologiste. Pourquoi? Parce que savoir comment de nouvelles espèces apparaissent est une chose qui échappe à notre vision du fait de la durée des phénomènes conduisant à la formation de nouvelles espèces. Ainsi, comme la dérive des continents, il faut se baser sur un certains nombre de faits pour conclure avec certitude à l’inéluctable évolution des génomes au sein des populations qui conduit inexorablement à la formation de nouvelles espèces.
Entrainez-vous! Essayez de définir:
Espèce ; spéciation ; population ; interfécondité ; fertile ; dérive génétique ; sélection naturelle ; isolement génétique ; barrière géographique ; effet fondateur.
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2e_partie_exo_1_nouvelle_caledonie_2013_triton
2e_partie_exo_2_amerique_sud_2017_nouveau_dauphin
2e_partie_exo_2_metropole_septembre_2016_le_grizzli
2e_partie_exo_2_polynesie_2018_moustique
2e_partie_exo_2_liban_2013_Vie_fixe_e_Age_croute_diable_de_Tasmanie
2e_partie_exo_2_nouvelle_caledonie_2018_syndrome_de_down_et_cancer
Rapport du WWF 2018:
http://www.wwf.fr/rapport-planete-vivante-2018
Extinction annoncée du rhinocéros blanc du nord
