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L’ORIGINE DES ESPÈCES
LA TERRE PRIMITIVE ET
L’ORIGINE DE LA VIE
PHYLOGENÈSE
Présenté par Karine Dion
Évolution et diversité du vivant
L’apparition de nouvelles espèces au cours de l’évolution.
ANAGENÈSE CLADOGENÈSE
A
A
A
BB
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Conception morphologique
Groupe d’organismes ayant la même apparence.
Conception
biologique
Groupe de populations dont les membres peuvent produire des descendants féconds entre eux et non avec les membres d’autres espèces.
Espèce ???
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Lorsque les individus de la même espèce ont une apparence différente.
Lorsque les individus d’espèces différentes ont la même apparence.
Problèmes !!!
Ex :
Ex :
Sturnelle des prés Sturnelle de l’Ouest
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Conception biologique ne peut pas s’appliquer:aux organismes à reproduction asexuée.aux fossiles.à deux populations géographiquement séparées.à des populations montrant un cline.
Problèmes !!!
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Isolement reproductif
Empêche deux espèces de se croiser et de produire des hybrides féconds, même si leur aire de distribution se chevauche.
1. Barrières prézygotiques
2. Barrières postzygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Isolement écologiqueOccupent des habitats différents.
http://www.discoverlife.org/nh/tx/Vertebrata/Mammalia/Muridae/Microtus/chrotorrhinus/
http://www.esigge.ch/primaire/4nature/07mammi/campagno/lorraine/campagno.htm
Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Isolement temporel
Ne se reproduisent pas en même temps.
http://www.chezrobert.4t.com/poisson.html http://www.chezrobert.4t.com/poisson.html
Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
http://www.discoverlife.org/nh/tx/Vertebrata/Mammalia/Mephitidae/Spilogale/putorius/
http://www.blueplanetbiomes.org/spotted_skunk.htm
SPÉCIATION
Isolement éthologiqueComportement nuptial propre à chaque espèce.
Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Nouveau moyen de séduction!
• Oiseau du paradis
• Drôle de moineau
Isolement éthologiqueComportement nuptial propre à chaque espèce.
Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Isolement mécaniquePas la bonne forme.Principe de la clé et de la serrure.
Isolement gamétiqueLes gamètes mâles et femelles ne se rencontrent pas ou ne survivent pas.
Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Déchéance des hybridesLa progéniture des hybrides est malingre ou stérile.
Fécondité réduite des hybridesLes hybrides ne produisent pas de gamètes fonctionnels.
Viabilité réduite des hybridesLes zygotes hybrides ne se développent pas normalement ou n’atteignent pas la maturité sexuelle.
Barrières postzygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Il y a 2 modes de spéciation:
1. Spéciation allopatrique
2. Spéciation sympatrique
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
* LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES ANIMAUX
Barrière géographique
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
A. harrisi A. leucurus
Grand Canyon
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
Cyprinodon diabolis
Death Valley
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
Comment savoir si les 2 populations ont aboutit à l’isolement reproductif ?
Les populations deviennent allopatriques
Barrière géographique
Les populations redevenues sympatriques sont « reproductibles ».La spéciation n’a pas eu lieu.
Les populations deviennent allopatriques
Barrière géographique
Les populations redevenues sympatriques sont « non reproductibles ».La spéciation a eu lieu.
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
L’anneau d’espèces nous démontre la spéciation en voie de réalisation
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
Radiation adaptative
Émergence de nombreuses espèces, en relativement peu de temps, à partir d’un ancêtre commun qui se répand dans de nouveaux milieux.
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION ALLOPATRIQUE
* LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES PLANTES
Changement génétique amène un isolement reproductif
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION SYMPATRIQUE
Spéciation polyploïde chez les plantes
AUTOPOLYPLOÏDIE
Non-disjonction des chromatides soeurs
4n = 12Tétraploïde
2n = 6
Gamète anormal diploïde
Gamète anormal diploïde
Fécondation
Espèce A Espèce B
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION SYMPATRIQUE
Spéciation polyploïde chez les plantes
ALLOPOLYPLOÏDIE
2n = 10
Gamète normaln = 2
Hybride « stérile » qui se reproduit de façon asexuée pendant plusieurs générations
Non-disjonction Gamète
normal n = 5
Gamète normaln = 5
Gamète normaln = 3
2n = 4
2n = 6
Espèce C
Espèce A
Espèce B
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION SYMPATRIQUE
2n = 4
Gamète normal
2n = 6
Gamète anormal diploïde
Non-disjonction
Non-disjonction
Gamète à 7 chromosomes
Hybride « stérile » qui se reproduit de façon asexuée pendant plusieurs générations
Fécondation
Gamète normal à 3 chromosomes
Fécondation
2n = 10
Spéciation polyploïde chez les plantes
ALLOPOLYPLOÏDIE
Espèce C
Espèce A
Espèce B
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION SYMPATRIQUE
Spéciation sympatrique chez les animaux
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION SYMPATRIQUE
MICROÉVOLUTION
SPÉCIATION
MACROÉVOLUTION
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Les gènes régissant le développement jouent un rôle essentiel dans l’évolution.
Foetus de Chimpanzé
Foetus humain
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Salamandre fouisseuse Salamandre grimpeuse
L’ORIGINE DES ESPÈCES
SPÉCIATION
Carl von Linné
Il a désigné chaque organisme par deux mots latins, soulignés ou en italique. (Nomenclature binomiale)
Le premier mot désigne le genre.
Le second mot désigne l’espèce.
Felis silvestris
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Linné a classé les Linné a classé les organismes en organismes en groupes de plus en groupes de plus en plus généraux :plus généraux : les taxons.
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Un exemple du principe de la classificationL’ORIGINE DES ESPÈCES
RÈGNE : AnimalUn exemple du principe de la classification
L’ORIGINE DES ESPÈCES
EMBRANCHEMENT : ChordéUn exemple du principe de la classification
L’ORIGINE DES ESPÈCES
CLASSE:
MammifèresUn exemple du principe de la classificationL’ORIGINE DES ESPÈCES
ORDRE : Carnivores
Un exemple du principe de la classificationL’ORIGINE DES ESPÈCES
FAMILLE : Canidés
Un exemple du principe de la classificationL’ORIGINE DES ESPÈCES
GENRE : CanisUn exemple du principe de la classificationL’ORIGINE DES ESPÈCES
ESPÈCE :Canis familiarisUn exemple du principe de la classification
L’ORIGINE DES ESPÈCES
Un exemple du principe de la classification
DOMAINE: Eucaryote
REGNE: Animal
EMBRANCHEMENT: Chordé
CLASSE: Mammifères
ORDRE: Carnivores
FAMILLE: Canidés
GENRE: Canis
ESPÈCE: Canis familiaris
L’ORIGINE DES ESPÈCES
Anciennement: 2 règnes Végétal Animal
Maintenant: 3 domainesBactériesArchéobactériesEucaryotes
4 règnes Protistes Végétaux Mycètes Animaux
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Protistes
Eucaryotes
Règne fourre-tout
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Végétaux
Eucaryotes
Autotrophes
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Eumycètes
Hétérotrophes (par absorption)
Eucaryotes
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
Animaux
Eucaryotes
Ingèrent la nourriture et la digère dans des cavités spécialisées
L’ORIGINE DES ESPÈCES
TAXINOMIE
LA TERRE PRIMITIVE ET
L’ORIGINE DE LA VIE
D’où vient la vie ???
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
Il y existe une interdépendance de l’évolution terrestre et biologique.
Évolution physique
de la TerreÉvolution de la vie
conditionne
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence du déplacement des plaques tectoniques
La position des continents influence la répartition des organismes ainsi que leur évolution.
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence des changements de climat
Les changements drastiques de climat provoquent des extinctions massives mais aussi favorisent l’émergence de nouvelles formes de vie.
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence des changements de climat
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence des impacts de comètes avec la TerreL’extinction des dinosaures à la fin du Crétacé (-65 ma) serait dû à l'impact de plusieurs comètes
Cratère de Chicxulub (-65 ma)
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence de la photosynthèse sur l’atmosphère et la couche d’ozone
Photosynthétiseurs
Apparition de la couche d’ozone
Les organismes peuvent sortir des merset se disperser sur les continents
Rayons UV très nocifs pour l’ADN
Dégage de l’oxygène
Protège contre les UV
Diversification de la vie
La Terre primitiven’avait pas d’O2
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
L’influence des sociétés humaines sur l’habitat physique de la Terre
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
On estime l’âge de la Terre à environ
4,6 milliards d’années
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
Les plus vieux fossiles
Stromatolithes, vieux de 3,5 milliards d’années.
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
Organismes photosynthétiques ressemblant à des cyanobactéries
Bactérie ancienne (3,5 milliards d’années) Cyanobactérie actuelle
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE
CONTEXTE HISTORIQUE Antiquité Grecque jusqu’au XIXième siècle
LA GÉNÉRATION SPONTANÉE
Épis de blé + Chemise sale + 21 jours
Souris!!!
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
CONTEXTE HISTORIQUE Au 17ième siècle
LA BIOGENÈSE
Francesco Redi
Vie Vie
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
Si la vie vient de la vie, d’où viennent les
premiers êtres vivants?
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
** Théorie qui ne s’applique que dans les conditions de la Terre « primitive ».
L’ABIOGENÈSE
1. Évolution biochimique Apparition de molécules organiques (monomères/polymères)
2. Évolution pré-biologique Regroupements de molécules (formation de protobiontes)
3. Évolution biologique Apparition des cellules
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
1. Évolution biochimique
Les conditions sur la Terre primitive auraient favorisé la synthèse de composés organiques à partir de précurseurs inorganiques présents dans l’atmosphère et les mers.
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
2. Évolution pré-biologique
Les monomères dissous dans l’eau et peu concentrés ont pu se concentrer suffisamment et se polymériser grâce à 3 sources d’énergie possible:
1.Par la chaleur
2.Par l’argile
3.Par la pyrite
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
2. Évolution pré-biologique
Formation de protobiontes Regroupement spontané de monomères et de
polymères en gouttelettes.
Microsphères Liposomes Coacervats
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
2. Évolution pré-biologiqueLes protobiontes présentent certaines caractéristiques
du vivant:Membrane pouvant présenter une forme de sélectivité
Métabolisme rudimentaire
Une forme de reproduction
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
3. Évolution biologique
En trois étapes:
1. Cellules procaryotes hétérotrophes (fermentation)
2. Cellules procaryotes autotrophes ( chimiosynthèse puis photosynthèse)
3. Cellules procaryotes hétérotrophes (respiration cellulaire)
LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE
ORIGINE DE LA VIE
PHYLOGENÈSE
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Fossiles Vestiges ou empreintes d’organismes anciens conservés dans la roche.
Donnent de l’information sur: La taille de l’animal Son régime alimentaire Sa locomotion Son habitat Le moment où il vivait sur Terre
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Fossiles organiques
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Fossiles minéralisés
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Fossiles minéralisés
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Pourquoi les archives sont-elles incomplètes?
1- L’organisme doit mourir dans des conditions favorables à
la fossilisation.
2- La strate contenant le fossile doit échapper aux
mouvements géologiques qui déforment les roches.
3- Il faut qu’un processus d’érosion ramène le fossile à la
surface.
4- Il faut que le fossile soit découvert!
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Datation relative
L’ordre dans lequel des groupes d’espèces apparaissent dans des strates successives.
Récent
Ancien
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Datation absolue
Datation radioactive (avec des radio-isotopes)
Isotope Demi-vie
Phosphore 32 14,3 jours
Tritium 12,3 ans
Carbone 14 5 600 ans
Potassium 40 1,3 milliards d’années
Uranium 238 10 milliards d’années
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Datation absolue
PHYLOGENÈSE
Campbell – Fig. 25.2
FOSSILS ET DATATION
Un organisme contient 12 mg de carbone 14. En admettant qu'il va se fossiliser, combien lui restera-t-il de carbone 14 dans 33 600 ans ?
Après 5600 ans il lui en reste la moitié soit 6 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 3 mg.Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 1,5 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,75 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,375 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,187 mg.
Carbone 14
5 600 ans
Soient 6 demi-vies de 5 600 ans = 33 600 ans.12 mg x 1/26 = 12 mg x 1/64 = 0,187 mg
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION
Un fossile âgé de 33 600 ans présente combien de fois moins de carbone 14 qu'à sa mort ?
33 600 ans correspond à 6 demi-vies.
Chaque demi-vie réduit de moitié.
1/2 x 1/2 x 1/2 x 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/64
1/26 = 1/64
Carbone 14
5 600 ans
PHYLOGENÈSE
FOSSILS ET DATATION