Collège Lionel-Groulx De l’évolution des populations à la spéciation La sélection naturelle...

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De l’évolution des populations à la spéciation

La sélection naturelle agit sur les individus, mais c’est la population qui évolue

Chapitres 23 et 24

Plan du cours

• La matière première de l’évolution• Les moteurs de l’évolution

• La sélection naturelle• La dérive génétique• Le flux génétique entre populations

• Les modes de sélection naturelle• La sélection sexuelle• Organismes parfaits?• La spéciation, un bref aperçu

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Microévolution: génétique des populations

• Darwin observait des changements à long terme entre les espèces

• Il ne connaissait pas les notions de génétique derrière ces changements

• Microévolution: changement dans la composition génétique d’une population

(Population: groupe d’individus d’une même espèce capable de se reproduire)

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Patrimoine génétique et fréquence allélique• Patrimoine génétique = ensemble des

gènes possédés par une population• Certains gènes possèdent plus d’un allèle,

d’autres non.• L’évolution consiste en un changement au

niveau des fréquences alléliques• Celle-ci ne change pas s’il n’y a pas de

sélection naturelle par rapport au gène en question

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La matière première de l’évolution

• Évolution = impossible si tous les individus sont des clones

• La diversité génétique est donc primordiale!!!

• D’où vient cette diversité entre individus?

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Sources de diversité génétique

• Variations alléliques grâce aux:• Mutations ponctuelles• Mutations chromosomiques:

réarrangement de l’ADN• Duplications, délétions,

translocations

• La recombinaison des allèles grâce à:• La méiose• La procréation sexuée

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Moteur de l’évolution

• L’évolution = changement de fréquence allélique

• Quelles sont les « forces » qui engendrent ce changement?• La sélection naturelle: force principale• La dérive génétique: fruit du hasard!

• Effet fondateur• Effet d’étranglement

• Le flux génétique entre populationsCollège Lionel-Groulx

La sélection naturelle est le seul processus qui permet une adaptation à

l’environnement

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La « fitness  », c’est plus que la loi du plus fort…

• Meilleur camouflage • Meilleure fécondité

• Attirer des partenaires• Attirer des pollinisateurs

• Plus grande longévité• Meilleur accès à la nourriture• Habileté à trouver des abris

→Plusieurs paramètres influencent le succès reproductif

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Analyse coût/bénéfice

L’effet fondateur

• La fréquence allélique d’une nouvelle colonie n’est pas nécessairement le reflet de celle de la population d’origine

• Exemple: ataxie de Charlevoix-Saguenay et fibrose kystique

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Effet d’étranglement: catastrophe

Changement de fréquence allélique

Exemple d’effet d’étranglement

• Lors de catastrophe touchant une fraction importante d’une population, des allèles sont perdus.

• La perte de diversité génétique fragilise l’espèce et compromet sa survie

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Flux génétique

• Le processus du « métissage »

• Des allèles peuvent être gagnés dans une population par des migrations

• L’arrivée de nouveaux allèles change la fréquence allélique

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Effets de la sélection naturelle sur la variation de phénotype

L’évolution des caractères sexuels secondaires: la sélection sexuelle

• Deux types de sélection sexuelle:• La sélection intrasexuelle

• Habituellement chez les mâles• Compétition pour permettre un meilleur accès aux

partenaires sexuels• La sélection intersexuelle

• Les femelles exercent habituellement le choix de partenaire

• Préférence pour des traits masculins éclatants et comportements impressionnants

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Sélection intrasexuelle

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Sélection intersexuelle

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Exemple de caractère sexuel secondaire chez les

humains• Mesdemoiselles, laquelle préférez-vous?

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1

2

• Taille moyenne du pénis• Humain: 12,7 – 17,8 cm• Chimpanzé: 7,6 cm• Gorille: 2,5 cm !!!

Forme 1 ou forme 2???

La nature est tellement parfaite que l’évolution

par la sélection naturelle ne peut pas agir sans

force extérieureEst-ce vraiment le cas?

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Organismes parfaits?

• La sélection naturelle ne connaît pas l’avenir

• La sélection naturelle fait du nouveau à partir du vieux: agit comme un bricoleur

• Exemple de la photosynthèse

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MitochondrieATP

Explicable par l’origine des organites

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Organismes parfaits?

Exemple de l’absorption du nitrate (NO3

-) par les racines

• Pourquoi pas une pompe à NO3

-?• La pompe à protons

est sûrement arrivée avant le sympoteur H+/NO3

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Organismes parfaits?

Effet beigne• L’évolution d’un caractère peut en faire

apparaître d’autres…• Quel était l’objectif du pâtissier: des

anneaux, des cercles, des « triangles » ou des « losanges »?

• Exemple du menton des humains• La dentition est une caractéristique qui

évolue rapidement• L’os mou évolue plus vite que l’os dur de la

mâchoire• Le menton n’est pas une adaptation

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Des organismes parfaits?

• L’évolution est limitée par des contraintes historiques: impose le « bricolage »

• De nombreuses adaptations sont des compromis: analyse coût/bénéfice

• Le hasard et la sélection naturelle interagissent

• La sélection ne peut que modifier des variations existantes

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Comment expliquer la diversité des espèces?

Processus de la spéciation: un bref aperçu

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Sturnella magna Sturnella neglecta

La notion d’espèce

Ressemblances physiques InterféconditéX

La spéciation

• Deux types de spéciation• Allopatrique: territoire

différent• Sympatrique: même

territoire• Il y a beaucoup plus

d’exemples de spéciation allopatrique

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Rythme de spéciation• L’évolution est graduelle selon

Darwin• Les archives géologiques

démontrent plutôt le contraire• Naissance de la notion

d’équilibre ponctué (Gould)• Si une espèce acquièrent la

majorité de ses caractéristiques en 50,000 ans, en verront nous la trace dans les fossiles?

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Le résultat: les 3 domaines

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Le résultat dans le règne des Végétaux

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Résultat: les embranchements des AnimauxPour boucler la boucle…

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• Gammares?• Patelles?• Littorines?• Psolus écarlates?• Anémones rouges du

Nord?• Soleils de mer épineux?• Éponges croûte de pain?• Crabes araignée?• Néréis?• Groseilles de mer?• Balanes?

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