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Collège Lionel-Groulx L’évolution La théorie de Darwin mise à l’épreuve Chapitre 22

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L’évolution

La théorie de Darwin mise à l’épreuveChapitre 22

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Plan du cours

• La théorie de l’évolution de Darwin et Wallace: rappel

• Les preuves convergentes de l’évolution• Observations directes• Homologies• Archives fossiles• La biogéographie

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La théorie de Darwin

• Évolution = descendance modifiée• L’adaptation est explicable par la sélection naturelle• La sélection naturelle correspond à l’inégalité des

chances de reproduction entre membres d’une population

• Ces inégalités existent grâce à la variabilité des phénotypes entre les individus

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Résumé de la théorie synthétique de l’évolution

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Potentiel de fécondité

exponentiel pour les organismes

Les ressources sont limitées

Compétition pour les ressource:

lutte pour l’existence

Les caractères varient d’un

individu à l’autre

Les individus plus aptes augmentent

en fréquence: sélection naturelle

Une partie de la variabilité entre les individus est

héritable

Changements permanents dans

la composition génétique des

individus: évolution

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Les preuves convergentes de l’évolution:

• Les observations directes• L’évolution de l’antibiorésistance • La sélection naturelle suite à un changement environnemental (ex.: phalène

du bouleau)• L’expérience du bactériophage Qb

• Les homologies• Les homologies moléculaires (ADN et protéines)• Les homologies anatomiques

• Les organes vestigiaux• Les homologies embryologiques• L’évolution convergente analogies

• Les archives fossiles• La biogéographie• Les imperfections de la nature (à voir plus tard)

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L’antibiorésistance

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Phalènes du bouleau

Avant la révolution industrielleLichens et peu de saleté sur les bouleaux, les papillons pâles sont avantagés et plus nombreux.

Après la révolution industriellePeu de lichens et saleté abondante sur les bouleaux, les papillons foncés sont avantagés et plus nombreux

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Bactériophage Qb

• Un virus qui s’attaque aux bactéries

• Ce virus n’est rien d’autre qu’une molécule d’ARN (3300 pb)

• Utilise la cellule infectée pour construire les protéines nécessaires à sa réplication

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Bell, G. 1997, The basics of selection

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Bactériophage Qb: expérience

• Virus placés dans un milieu de culture qui comprend la réplicase et les nucléotides mais pas de bactéries…

• La réplicase fait des erreurs• La sélection naturelle fait son œuvre: la fréquence relative de

certaines variables augmente• Après quelques générations, les virus évoluent:

• Les nouvelles variantes se multiplient 15 fois plus rapidement• Les virus ne possèdent plus que 550 pb

• Donc, même de simples molécules capables d’auto-réplication peuvent évoluer!!!

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Homologies moléculaires

L’ADN entre espèces qui partagent un ancêtre commun récent est plus similaire qu’avec une espèce qui partage un ancêtre commun plus lointain.

C’est la même chose pour les protéines.

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Campbell et Reece 2007

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Homologie anatomiques: anatomie comparée

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Homologie anatomiques: organes vestigiaux

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Homologies embryologiques

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Évolution convergente: les similarités anatomiques n’indiquent

pas toujours un lien de parenté

• Homologie: similarités dues à une ascendance commune

• Les structures similaires ne sont pas toujours des homologies

• Ce sont parfois plutôt des analogies issues de l’évolution convergente

• Autre exemple: les ailes des insectes et celles des oiseaux

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Utilisation des homologies pour construire un arbre

phylogénétique

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Les archives fossilesExemple: le lien entre Bambi et Willy

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Les archives fossilesExemple: le lien entre Bambi et Willy

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La biogéographie

• Sur une île, est-ce que les espèces ressembleront plus à celles d’un autre endroit au climat similaire ou aux espèces habitant le continent le plus proche?

• Si l’Amérique du Sud s’est séparée de l’Afrique il y a 80 millions d’années et que l’origine des grands singes en Afrique date de 20 millions d’années, devraient-ils être présents en Amérique du Sud?

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La biogéographie est l’étude de la distribution géographique des espèces sur la surface de la planète.

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La sélection est un bricoleur: la nature est imparfaite

• La sélection ne crée pas à partir de rien, elle modifie ce qui existe déjà.

• Bien que la vie soit extraordinaire, il existe plusieurs imperfections dans la nature.

• L’existence de celles-ci suggèrent une évolution plutôt qu’une création.

• À explorer dans la prochaine présentation…

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Ouakari chauve, Cacajao calvus (primate)

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En conclusion

• Une multitude de sciences indépendantes obtiennent des résultats convergents démontrant le fait de l’évolution

• La théorie de l’évolution n’est pas un dogme: celle-ci change et est perfectionnée au fil des percées scientifiques et des observations accumulées

• L’arbre généalogique des espèces est conséquemment en constant remodelage

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