Antoine-Belfroy

Académie de Guadeloupe Lundi 30 Juin 2014

RESSOURCES MUTUALISABLES EN SVT

Martine BELFROY, professeure de SVT LGT de Baimbridge, Abymes.

Frédérique ANTOINE-FIRMO, professeure de SVT LGT Yves LEBORGNE, Ste-Anne.

Avec la collaboration de Nadia ALI et Sandy FORBIN, professeures de SVT

Antoine-Belfroy

Un exemple de cours «magistral» interactif

« Autour du concept d’espèce »

Espèces d’espèces, un film de Denis Waerebeke

Antoine-Belfroy

Enseignement spécifique Classe de Terminale S

Thème 1. La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant

Thème 1-A Génétique et évolution

Thème 1-A-3 De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité

Antoine-Belfroy

Connaissances:- La définition de l'espèce est délicate et peut reposer

sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.).

- Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. Une espèce peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini.

- On dit qu'une espèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise.

Antoine-Belfroy

Capacités et attitudes:

Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique.

Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique.

Être conscient de sa responsabilité face au monde vivant.

Antoine-Belfroy

Autour du concept d’espèce…

Un concept qui a évolué au cours du temps

Antoine-Belfroy

Quels sont les individus appartenant à la même espèce ?

Antoine-Belfroy

Exemple de réponse d’élève:

Ces individus appartiennent à la même espèce car ils se ressemblent.

Critère morphologique/ phénotypique

Antoine-Belfroy

« Une espèce est un ensemble d’individus qui engendrent, par reproduction, d’autres individus semblables à eux-mêmes.»

Carl Von Linné (1707- 1778)

Naturaliste suédois

En effet, au XVIIIème siècle…

Critère de ressemblance et critère de reproduction à l’identique

Antoine-Belfroy

o Toute variation par rapport au type « idéal » est considérée comme une anomalie. L’espèce représente donc une entité permanente et stable.

« Nous comptons aujourd’hui autant d’espèces qu’il y a eu au commencement de formes diverses créées ».

Linné

Pour les scientifiques de l’ époque, les espèces ont été créées par la divinité.

Antoine-Belfroy

Linné a répertorié, nommé et classé de manière systématique l'essentiel des espèces vivantes connues à son époque .

Toutes les espèces sont nommées en latin, selon le système binominal inventé par Linné:

un nom de genre suivi d’un qualificatif d’espèce.

Ex: Homo sapiens

Image extraite du film « Espèces d'espèces », 2009

Antoine-Belfroy

Et pourtant...Ce sont des espèces différentes

Coccinella magnifica

Loxodonta africana

(éléphant de la savane)

Orgyia recens Orgyia antiqua

Loxodonta cyclotis (éléphant de la

forêt)

Coccinella septempunctata

Antoine-Belfroy

Une même espèce ou deux espèces différentes?

La même espèce …mais des cas de dimorphisme sexuel!

Pied de chat dioïque

Merle

Dynaste hercule

Sphinx

Antoine-Belfroy

Une même espèce ou des espèces différentes?

Reine entourée de ses ouvrières

Castes chez les termites

Une même espèce... mais des individus morphologiquement très différents : un cas de

POLYMORPHISME

Antoine-Belfroy

Une même espèce ou deux espèces différentes?

Une même espèce, le Tenebrio molitor

(Ténébrion meunier)

Mais… des stades différents de développement.

Larve

Adulte

Antoine-Belfroy

On ne peut donc pas uniquement se fonder sur la ressemblance

morphologique pour définir l’espèce:

il peut y avoir ressemblance sans parenté

ou parenté sans ressemblance

Antoine-Belfroy

Selon Darwin…Au 19ème siècle, Darwin révolutionne l’approche du concept d’espèce:

- Il se fonde sur la théorie de l’évolution et introduit l’idée d’une parenté entre les espèces.

-La diversité du monde change et les espèces apparaissent comme des entités limitées dans l’espace et dans le temps.

- La variabilité est une propriété essentielle du Vivant et non plus une anomalie.

Charles Darwin (1809- 1882)Naturaliste anglais

Antoine-Belfroy

Sans en donner une définition formelle, il illustre la notion d’espèce par le schéma suivant:

Doc2 p.68- Chaque boule est un individu qui peut se reproduire avec un autre et engendrer une descendance elle-même fertile.

- Si un groupe d’individus ne se croise plus avec un autre, alors les deux branches divergent et peuvent former deux espèces distinctes.

spéciation

Extinction Espèce 4

Espèce 1

Espèce 2

Espèce 3

Espèce 5

Espèce 4

D’après « Biologie évolutive » Editions de Boeck

Antoine-Belfroy

Le critère d’interfécondité

« Une espèce est une population ou un ensemble de populations dont les individus peuvent effectivement ou potentiellement se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et féconde dans des conditions naturelles. »

(Ernst Mayr , 1942)

Ernst Mayr (1904-2005)

Biologiste et généticien allemand

Un critère biologique important…

Antoine-Belfroy

Quelques hybrides

Zébrane (zèbre x âne)

Ligre (lion x tigresse)

Mulet ( âne x jument)Orchidée hybride

Phalaenopsis gersenii

Phalaenopsis violacea

Phalaenopsis sumatrana

X

Antoine-Belfroy

Un autre critère biologique…..

Formica paralugubris Formica lugubrisse ressemblent et étaient considérées comme une seule et même espèce jusqu’en 1996.

Mais de récentes études moléculaires montrent qu’il n’y a aucun échange génétique entre elles alors qu’elles peuvent se rencontrer: ce sont deux espèces distinctes!

Etude de flux de gènes entre des populations

Antoine-Belfroy

Actuellement…Une espèce peut être

considérée comme un ensemble d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations.

Ceci implique une incapacité à s’accoupler suite à des différences dans les parades nuptiales ou une incompatibilité des organes génitaux ou un isolement géographique etc…

Antoine-Belfroy

Un premier exemple... Fuligule milouin (Aythya ferina) (Aythya fuligula) Fuligule morillon

Pour les ornithologues : ces deux canards qui ne se ressemblent pas et ont des habitats différents 2 espèces différentes.

Cependant, pour les généticiens : ils peuvent se reproduire et donner une descendance fertile 1 même espèce.

Habitats différents => divergences génétiques

Vers 2 nouvelles espèces…

Antoine-Belfroy

Zerynthia polyxena

Zery

Zerynthia kassandra

Deux papillons très semblables morphologiquement

mais avec des organes reproducteurs non compatibles empêchant toute interfécondité!

=> 2 espèces différentes…

…expliquées par leur histoire

Un deuxième exemple…

Antoine-Belfroy

1- Une aire de répartition d’une espèce ancestrale Zerynthia unique avant la dernière glaciation du quaternaire.

2- Pendant la période glaciaire, deux aires au climat plus doux coupées en deux par une zone très froide.

3- Deux aires qui s’élargissent et finissent par se rejoindre mais deux populations trop longtemps isolées qui ont divergé par accumulation de modifications génétiques.

1 2 3

… Leur histoire…

Antoine-Belfroy

Fuligule, Zerynthia: deux exemples de spéciation:

Spéciation: mécanisme par lequel un nouvel ensemble s’individualise à l’origine d’une nouvelle espèce.

Habitats différents sans isolement géographique

Isolement géographique

Antoine-Belfroy

Apparition d’espèces mais aussi des extinctions…

Doc2 p.68

spéciation

Extinction Espèce 4

Espèce 1

Espèce 2

Espèce 3

Espèce 5

Espèce 4

Des exemples en Guadeloupe…

Antoine-Belfroy

Espèces disparues de Guadeloupe

Le lamantin Genre Trichechus

disparu au 18ème siècle

Flamant rose disparu fin 17ème siècle

(Phoenicopterus roseus)

Ara guadeloupensis disparu au 18ème siècle

Antoine-Belfroy

Quelques espèces protégées…

Le Gaïac (Lignum vitae)

La tête à l’anglais

Le lambi(Strombus gigas)

Le racoon

(Melocactus

intortus) (Procyon minor ).

Antoine-Belfroy

« Chacun est responsable de la planète et doit la protéger à son échelle. » Yann Arthus-Bertrand

Antoine-Belfroy

Merci de votre attention!