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LA THÉORIE DE LÉVOLUTION Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy.

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1 LA THÉORIE DE LÉVOLUTION Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy

2 1. Avant Darwin 1.1 Historique de lidée d évolution 24 novembre 1859 : Charles Darwin « L origine des espèces par sélection naturelle » Révolution: Philosophique Théologique Scientifique

3 Selon la théorie de lévolution: Les espèces se transforment au cours du temps, elles évoluent. Il y a donc une « histoire » de la vie. Darwin propose une théorie pour expliquer ces transformations: la Théorie de lévolution par sélection naturelle. La théorie de Darwin forme un tout cohérent qui sappuie sur lensemble des connaissances de lépoque en géologie et en biologie. La théorie sera rapidement acceptée par lensemble des biologistes.

4 AVANT Darwin: Vision fixiste du monde et de la vie Platon (~428 - ~348) : Dualisme platonicien: monde réel et parfait des idées et monde illusoire, imparfait, accessible à nos sens Chaque individu dune espèce est une copie imparfaite dun modèle parfait et immuable appartenant au monde des idées Aristote (~384 - ~322) : Ne reprend pas le dualisme platonicien Mais, les espèces sont éternelles, immuables Les idées dAristote domineront la pensée judéo-chrétienne jusquau XIX e siècle

5 James Ussher ( ) Pasteur anglican et primat dIrlande 1650 : « Annales veteris testamenti, a prima mundi origene deducti » (Annales de l Ancien Testament, retracées depuis l origine du monde) Dieu a créé le monde le : dimanche 23 octobre 4004 av. JC, à midi Vision fixiste du monde inspirée de la Bible par opposition à la vision transformiste qui se développera au XIX e

6 Fin XVII e et XVIII e : Étude des strates géologiques et des fossiles Fossiles (du latin creuser) = traces d organismes vivants laissées dans les roches sédimentaires. Roches sédimentaires se forment par dépôts de particules en suspension ou par précipitation de minéraux au fond dun cours deau. Pression Solidification = Roche sédimentaire Successions marines (inondations, assèchements) ou modifications des dépôts Strates

7 Roches sédimentaires formant des strates superposées

8 Un organisme peut se fossiliser SI: Recouvert de sédiments avant dêtre complètement décomposé (milieu aquatique). Absence doxygène. Molécules organiques progressivement remplacées par des dépôts minéraux modèle minéral de l organisme mort

9 Strates géologiques Histoire de la vie Plus la strate géologique est profonde, plus elle est ancienne. Récent Ancien

10 Strates géologiques Histoire de la vie Des strates les plus anciennes aux plus récentes: certaines espèces apparaissent, dautres disparaissent. Plus la strate est ancienne, plus les formes fossiles sont différentes des espèces d aujourdhui. Les types de fossiles sont disposées dans le même ordre, partout dans le monde. Formes les plus anciennes ne contiennent pas d organismes complexes. Certaines formes sont toujours au-dessus d autres formes. Succession des formes dans les strates est toujours la même.

11 Datation des strates: Datation absolue (pas toujours possible): proportions d isotopes radioactifs. >Ex. Datation 40 Krypton / 40 Argon Datation relative: identification des fossiles contenues dans la strate étudiée.

12 Étude des fossiles au XVIII e et XIX e siècle: Catastrophisme (Terre jeune): Changements dans les strates dus à de grandes catastrophes géologiques. Après la catastrophe, de nouvelles espèces venues dailleurs sinstallent sur le territoire. Théorie défendue par Georges Cuvier ( ) Certains disciples de Cuvier : créations multiples Gradualisme (Terre très ancienne): James Hutton ( ) : La Terre se modifie par des processus physiques lents et graduels qui sont encore à l œuvre aujourd hui. Charles Lyell ( ) : Uniformitarisme

13 1.2 Le lamarckisme Jean-Baptiste Monet, Chevalier de Lamarck ( ) 1809 : « Philosophie zoologique » Les espèces se transforment en se complexifiant continuellement (forment des lignées visibles dans les fossiles) Des organismes simples se forment sans arrêt par génération spontanée

14 Évolution selon Lamarck: 1. Loi de lusage et du non usage Usage d un organe développement de lorgane Non usage atrophie 2. Hérédité des caractères acquis Caractéristiques acquises par lusage ou le non usage se transmettent aux descendants ==> transformations lentes et progressives au cours du temps

15 Évolution de la girafe selon Lamarck Ancêtre à cou court mange les feuilles des arbres. Fait des efforts pour atteindre les feuilles les plus hautes Lanimal étire le cou et les pattes. Ces organes et membres sallongent Lallongement se transmet de façon imperceptible aux descendants.

16 Thérie de Lamarck rejetée: De plus, on va démontrer par la suite : Pas de transmission des caractères acquis Ne peut pas expliquer de nombreux faits Ex. couleur du pelage De son vivant: Lidée dévolution est encore trop nouvelle. Forte opposition religieuse et scientifique.

17 2. Le darwinisme Charles Darwin ( ) Études en médecine (quil abandonne) puis en théologie et sciences naturelles. À 22 ans (1831) s embarque sur le HMS Beagle. Charles Darwin (1840) HMS Beagle

18 Voyage de 5 ans autour du monde: but = cartographier certaines régions peu connues. Au cours du voyage Darwin élabore sa théorie et recueille de nombreuses données pour létayer.

19 Au cours du voyage du beagle Darwin observe : Espèces de régions différentes dAmérique du Sud se ressemblent souvent entre elles. Espèces retrouvées dans un milieu particulier dAmérique du Sud ressemblent plus aux espèces dautres régions dAmérique du Sud quaux espèces trouvées dans des milieux similaires sur dautres continents. Fossiles dAmérique du Sud ressemblent aux espèces actuelles dAmérique du Sud. Îles possèdent des espèces uniques qui ressemblent à dautres espèces du continent le plus proche. Ex. Îles Galápagos (900 Km à l Ouest de l Amérique du Sud)

20 Retour du voyage : 1836 Ne publie pas sa théorie, se contente den noter les grandes lignes : lettre de Alfred Russel Wallace. Expose la même théorie Le mois suivant : publication officielle de la théorie (cosignée Darwin-Wallace) : Publication de « L origine des espèces par sélection naturelle ». Succès instantané de librairie. 10 ans plus tard, la théorie de Darwin est acceptée par la grande majorité des biologistes. Alfred Russel Wallace

21 Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population saccroît de façon exponentielle Une morue peut pondre plus de 6 millions d œufs. Si chacun de leurs descendants survivaient un seul couple d éléphants pourrait engendrer 19 millions déléphants en 750 ans.

22 Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population saccroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l accroissement exponentiel. Darwin s était inspiré pour ce point d un ouvrage de l économiste Thomas Malthus ( ): Thomas Malthus La population humaine augmente plus vite que la production des ressources alimentaires.

23 Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population saccroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l accroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux.

24 Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population saccroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent l accroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux. 4. Si une différence savère avantageuse face à lenvironnement de lorganisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE

25 Théorie de Darwin 1. Sans limitation, une population saccroît de façon exponentielle 2. Années après années, les populations demeurent relativement stables Des facteurs limitants empêchent laccroissement exponentiel. 3. Il y a des variations entre les individus: à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux. 4. Si une différence savère avantageuse face à lenvironnement de lorganisme, le ou les individus qui la possèdent ont plus de chances de survivre que ceux de la population qui ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de se reproduire et de transmettre leur caractéristique = SÉLECTION NATURELLE 5. Le caractère avantageux a donc tendance à se répandre jusquà ce que ceux qui le possèdent surpassent et remplacent ceux qui ne lont pas.

26 Évolution de la girafe selon Darwin Girafes se nourrissent des feuilles des arbres. Si la nourriture est rare, les plus grands (cou et pattes) ont un net avantage sur les plus petits. Les plus grands ont plus de chances de survivre ; plus de chances de se reproduire et de transmettre à leurs descendants leur grande taille. De génération en génération, il y a une SÉLECTION des plus grands. Avec le temps, il y a une tendance à l allongement du cou et des pattes dans la population.

27 La phalène du bouleau (Biston betularia) Jusquen 1848 (Angleterre), tous les spécimens connus = forme pâle À la fin du XIX e siècle, 98% des individus = forme mélanique Forme pâleForme mélanique

28 La phalène du bouleau (Biston betularia) Forme pâle = bon camouflage sur les troncs darbres couverts de lichen. Forme mélanique = bon camouflage sur les troncs dépourvus de lichens et noircis par la pollution. À partir du milieu du XIX e siècle, la pollution a fait disparaître les lichens des arbres et la suie les a noircis. Dans les régions polluées, la sélection naturelle a remplacé les pâles par la forme mélanique en quelques années. Dans les régions où on a mis fin à la pollution, les pâles sont redevenus majoritaires.

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30 Autres exemples : Souris de la ferme McCrosky (Campbell 430) Résistance aux antibiotiques des bactéries Pinsons de lîle Daphne Major aux Galápagos (Campbell 431)

31 Modes de sélection naturelle Sélection directionnelle Sélection stabilisante Sélection diversifiante Stabilisante Directionnelle Diversifiante

32 Sélection directionnelle Nuisible

33 Sélection stabilisante Nuisible

34 Sélection diversifiante Nuisible

35 Y a-t-il évolution actuellement dans lespèce humaine? Pour quil y ait évolution, il faut : Diversité génétique Sélection naturelle Est-ce le cas chez les humains ? La sélection naturelle est-elle vraiment nécessaire?

36 La théorie darwinienne de l évolution nest pas complète: Lois de la génétiques ne sont pas connues. On ne sait rien de linformation génétique. Darwin ne peut expliquer doù proviennent les nouveaux caractères qui seront sélectionnés. Découvertes en génétique au cours du XXe siècle permettent de compléter la théorie: Théorie synthétique de lévolution ou Néo-darwinisme

37 Théorie synthétique de l évolution Mutations génétiques font apparaître de nouvelles caractéristiques physiques. Exemples: Mutation dun gène codant pour une enzyme : permet la formation d un nouvel allèle codant pour une enzyme possédant des propriétés différentes de l ancienne. Mutation dun gène intervenant dans le développement embryonnaire (homéogène) permet de grandes modifications physiques. Polygénie (multiplication des gènes dans le génome) permet la formation de nouveaux gènes qui sajoutent aux anciens.


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