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LORIGINE DES ESPÈCES LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE PHYLOGENÈSE Présenté par Karine Dion Évolution et diversité du vivant.

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1 LORIGINE DES ESPÈCES LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE PHYLOGENÈSE Présenté par Karine Dion Évolution et diversité du vivant

2 Lapparition de nouvelles espèces au cours de lévolution. ANAGENÈSECLADOGENÈSE A A A B B LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

3 Conception morphologique Groupe dorganismes ayant la même apparence. Conception biologique Groupe de populations dont les membres peuvent produire des descendants féconds entre eux et non avec les membres dautres espèces. Espèce ??? LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

4 Lorsque les individus de la même espèce ont une apparence différente. Lorsque les individus despèces différentes ont la même apparence. Problèmes !!! Ex : Sturnelle des présSturnelle de lOuest LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

5 Conception biologique ne peut pas sappliquer: aux organismes à reproduction asexuée. aux fossiles. à deux populations géographiquement séparées. à des populations montrant un cline. Problèmes !!! LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

6 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 LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

7 Isolement écologique Occupent des habitats différents. alia/Muridae/Microtus/chrotorrhinus/ mpagno.htm Barrières prézygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

8 Isolement temporel Ne se reproduisent pas en même temps. Barrières prézygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

9 Isolement éthologique Comportement nuptial propre à chaque espèce. Barrières prézygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Nouveau moyen de séduction! Oiseau du paradis Drôle de moineau

10 Isolement éthologique Comportement nuptial propre à chaque espèce. Barrières prézygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

11 Isolement mécanique Pas la bonne forme. Principe de la clé et de la serrure. Isolement gamétique Les gamètes mâles et femelles ne se rencontrent pas ou ne survivent pas. Barrières prézygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

12 Déchéance des hybrides La progéniture des hybrides est malingre ou stérile. Fécondité réduite des hybrides Les hybrides ne produisent pas de gamètes fonctionnels. Viabilité réduite des hybrides Les zygotes hybrides ne se développent pas normalement ou natteignent pas la maturité sexuelle. Barrières postzygotiques LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

13 Il y a 2 modes de spéciation: 1.Spéciation allopatrique 2.Spéciation sympatrique LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

14 * LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES ANIMAUX Barrière géographique LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

15 A. harrisiA. leucurus Grand Canyon LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

16 Cyprinodon diabolis Death Valley LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

17 Comment savoir si les 2 populations ont aboutit à lisolement reproductif ? LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

18 Lanneau despèces nous démontre la spéciation en voie de réalisation LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

19 Radiation adaptative Émergence de nombreuses espèces, en relativement peu de temps, à partir dun ancêtre commun qui se répand dans de nouveaux milieux. LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE

20 * LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES PLANTES Changement génétique amène un isolement reproductif LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE

21 Spéciation polyploïde chez les plantes AUTOPOLYPLOÏDIE Espèce A Espèce B LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE

22 Spéciation polyploïde chez les plantes ALLOPOLYPLOÏDIE Espèce C Espèce A Espèce B LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE

23 Spéciation polyploïde chez les plantes ALLOPOLYPLOÏDIE Espèce C Espèce A Espèce B LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE

24 Spéciation sympatrique chez les animaux LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE

25 MICROÉVOLUTION SPÉCIATION MACROÉVOLUTION LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

26 Les gènes régissant le développement jouent un rôle essentiel dans lévolution. LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

27 LORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

28 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 lespèce. Felis silvestris LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

29 Linné a classé les organismes en groupes de plus en plus généraux : Linné a classé les organismes en groupes de plus en plus généraux : les taxons. LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

30 Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

31 RÈGNE : Animal Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

32 EMBRANCHEMENT : Chordé Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

33 CLASSE: Mammifères Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

34 ORDRE : Carnivores Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

35 FAMILLE : Canidés Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

36 GENRE : Canis Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

37 ESPÈCE : Canis familiaris Un exemple du principe de la classification LORIGINE DES ESPÈCES

38 Un exemple du principe de la classification DOMAINE: Eucaryote REGNE: Animal EMBRANCHEMENT: Chordé CLASSE: Mammifères ORDRE: Carnivores FAMILLE:Canidés GENRE: Canis ESPÈCE: Canis familiaris LORIGINE DES ESPÈCES

39 Anciennement: 2 règnes Végétal Animal Maintenant: 3 domaines Bactéries Archéobactéries Eucaryotes 4 règnes Protistes Végétaux Mycètes Animaux LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

40 Protistes Eucaryotes Règne fourre-tout LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

41 Végétaux Eucaryotes Autotrophes LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

42 Eumycètes Hétérotrophes (par absorption) Eucaryotes LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

43 Animaux Eucaryotes Ingèrent la nourriture et la digère dans des cavités spécialisées LORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE

44 LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE

45 Doù vient la vie ??? LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

46 Il y existe une interdépendance de lévolution terrestre et biologique. Évolution physique de la Terre Évolution de la vie conditionne LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

47 Linfluence du déplacement des plaques tectoniques La position des continents influence la répartition des organismes ainsi que leur évolution. LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

48 Linfluence des changements de climat Les changements drastiques de climat provoquent des extinctions massives mais aussi favorisent lémergence de nouvelles formes de vie. LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

49 Linfluence des changements de climat LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

50 Linfluence des impacts de comètes avec la Terre Lextinction 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 LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

51 Linfluence de la photosynthèse sur latmosphère et la couche dozone Photosynthétiseurs Apparition de la couche dozone Les organismes peuvent sortir des mers et se disperser sur les continents Rayons UV très nocifs pour lADN Dégage de loxygène Protège contre les UV Diversification de la vie La Terre primitive navait pas dO 2 LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

52 Linfluence des sociétés humaines sur lhabitat physique de la Terre LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

53 On estime lâge de la Terre à environ 4,6 milliards dannées LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

54 LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

55 Les plus vieux fossiles Stromatolithes, vieux de 3,5 milliards dannées. LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

56 Organismes photosynthétiques ressemblant à des cyanobactéries Bactérie ancienne (3,5 milliards dannées) Cyanobactérie actuelle LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

57 CONTEXTE HISTORIQUE Antiquité Grecque jusquau XIXième siècle LA GÉNÉRATION SPONTANÉE Épis de blé + Chemise sale + 21 jours Souris!!! LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

58 CONTEXTE HISTORIQUE Au 17ième siècle LA BIOGENÈSE Francesco Redi Vie LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

59 Si la vie vient de la vie, doù viennent les premiers êtres vivants? LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

60 ** Théorie qui ne sapplique que dans les conditions de la Terre « primitive ». LABIOGENÈSE 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 LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

61 1. Évolution biochimique Les conditions sur la Terre primitive auraient favorisé la synthèse de composés organiques à partir de précurseurs inorganiques présents dans latmosphère et les mers. LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

62 2. Évolution pré-biologique Les monomères dissous dans leau et peu concentrés ont pu se concentrer suffisamment et se polymériser grâce à 3 sources dénergie possible: 1.Par la chaleur 2.Par largile 3.Par la pyrite LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

63 2. Évolution pré-biologique Formation de protobiontes Regroupement spontané de monomères et de polymères en gouttelettes. MicrosphèresLiposomes Coacervats LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

64 2. Évolution pré-biologique Les protobiontes présentent certaines caractéristiques du vivant: Membrane pouvant présenter une forme de sélectivité Métabolisme rudimentaire Une forme de reproduction LA TERRE PRIMITIVE ET LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

65 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 LORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE

66 PHYLOGENÈSE

67 FOSSILS ET DATATION

68 Fossiles Vestiges ou empreintes dorganismes anciens conservés dans la roche. Donnent de linformation sur: La taille de lanimal Son régime alimentaire Sa locomotion Son habitat Le moment où il vivait sur Terre PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

69 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

70 Fossiles organiques PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

71 Fossiles minéralisés PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

72 Fossiles minéralisés PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

73 Pourquoi les archives sont-elles incomplètes? 1- Lorganisme 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 quun processus dérosion ramène le fossile à la surface. 4- Il faut que le fossile soit découvert! PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

74 Datation relative Lordre dans lequel des groupes despèces apparaissent dans des strates successives. Récent Ancien PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

75 Datation absolue Datation radioactive (avec des radio-isotopes) IsotopeDemi-vie Phosphore 3214,3 jours Tritium12,3 ans Carbone ans Potassium 401,3 milliards dannées Uranium milliards dannées PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

76 Datation absolue PHYLOGENÈSE Campbell – Fig FOSSILS ET DATATION

77 Un organisme contient 12 mg de carbone 14. En admettant qu'il va se fossiliser, combien lui restera-t- il de carbone 14 dans ans ? Après 5600 ans il lui en reste la moitié soit 6 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 3 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 1,5 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,75 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,375 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,187 mg. Carbone ans Soient 6 demi-vies de ans = ans. 12 mg x 1/2 6 = 12 mg x 1/64 = 0,187 mg PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

78 Un fossile âgé de ans présente combien de fois moins de carbone 14 qu'à sa mort ? 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 1/2 6 = 1/64 Carbone ans PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

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