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Collège Lionel-Groulx Lévolution des populations ou microévolution La sélection naturelle agit sur les individus, mais cest la population qui évolue.

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Présentation au sujet: "Collège Lionel-Groulx Lévolution des populations ou microévolution La sélection naturelle agit sur les individus, mais cest la population qui évolue."— Transcription de la présentation:

1 Collège Lionel-Groulx Lévolution des populations ou microévolution La sélection naturelle agit sur les individus, mais cest la population qui évolue

2 Plan du cours Génétique des populations et équilibre dHardy-Weinberg La matière première de lévolution Les moteurs de lévolution Les types de sélection naturelle La « fitness » La sélection sexuelle Organismes parfaits? La spéciation, un bref aperçu La diversité du vivant 3 domaines 5 règne Collège Lionel-Groulx

3 Microévolution: génétique des populations Darwin observait des changements à long terme entre les espèces Il ne connaissait pas les notions de génétique derrière ces changements Microévolution: changement dans la composition génétique dune population Population: groupe dindividus dune même espèce capable de se reproduire Collège Lionel-Groulx

4 Patrimoine génétique et fréquence allélique Patrimoine génétique = ensemble des gènes possédés par une population Certains gènes possèdent plus dun allèle, dautres non. Lévolution consiste en un changement au niveau des fréquences alléliques Celle-ci ne change pas sil ny a pas de sélection naturelle par rapport au gène en question Collège Lionel-Groulx

5 Équilibre dHardy-Weinberg Fréquence allélique prévisible lorsque: Population extrêmement grande Pas de flux génétique Pas de mutation Accouplement aléatoire Pas de sélection naturelle Avec les proportions… p 2 + 2pq + q 2 = 1 AA + 2Aa + aa = 1 Collège Lionel-Groulx

6 Question Si on dit quau Québec, environ 0,0415% des naissances donnent un enfant qui a la fibrose kystique (maladie récessive), quelle est la fréquence des homozygotes dominants, quelle est la fréquence des porteurs de la maladie et quelle est la fréquence des allèles récessifs? Collège Lionel-Groulx

7 Homoz. dom. = 95,97% Porteurs 4% Fréquence des allèles récessifs 2% Collège Lionel-Groulx

8 La matière première de lévolution Évolution = impossible si tous les individus sont des clones La diversité génétique est donc primordiale!!! Doù vient cette diversité entre individus? Collège Lionel-Groulx

9 Sources de diversité génétique Variations alléliques grâce aux: Mutations ponctuelles Mutations chromosomiques: réarrangement de lADN Duplications, délétions, translocations La recombinaison des allèles grâce à: La méiose La procréation sexuée Collège Lionel-Groulx

10 Moteur de lévolution Lévolution = changement de fréquence allélique Quelles sont les « forces » qui engendrent ce changement? La sélection naturelle: force principale La dérive génétique: fruit du hasard! Effet fondateur Effet détranglement Le flux génétique entre populations Collège Lionel-Groulx

11 La sélection naturelle est le seul processus qui permet une adaptation à lenvironnement Collège Lionel-Groulx

12 Leffet fondateur La fréquence allélique dune nouvelle colonie nest pas nécessairement le reflet de celle de la population dorigine Exemple: ataxie de Charlevoix-Saguenay et fibrose kystique Collège Lionel-Groulx

13 Effet détranglement: catastrophe Changement de fréquence allélique

14 Flux génétique Le processus du « métissage » Des allèles peuvent être gagnés dans une population par des migrations Larrivée de nouveaux allèles change la fréquence allélique

15 Collège Lionel-Groulx Effets de la sélection naturelle sur la variation de phénotype

16 La « fitness », cest plus que la loi du plus fort… Meilleur camouflage Meilleure fécondité Attirer des pollinisateurs Plus grande longévité Meilleur accès à la nourriture Habileté à trouver des abris Plusieurs paramètres influencent le succès reproductif Collège Lionel-Groulx Analysecoût/bénéfice

17 Lévolution des caractères sexuels secondaires: la sélection sexuelle Deux types de sélection sexuelle: La sélection intrasexuelle Habituellement chez les mâles Compétition pour permettre un meilleur accès aux partenaires sexuels La sélection intersexuelle Les femelles exercent habituellement le choix de partenaire Préférence pour des traits masculins éclatants et comportements impressionnants Collège Lionel-Groulx

18 Sélection intrasexuelle Collège Lionel-Groulx

19 Sélection intersexuelle Collège Lionel-Groulx

20 Exemple de caractère sexuel secondaire chez les humains Mesdemoiselles, laquelle préférez-vous? Collège Lionel-Groulx 1 2 Taille moyenne du pénis Humain: 12,7 – 17,8 cm Chimpanzé: 7,6 cm Gorille: 2,5 cm !!! Forme 1 ou forme 2???

21 La nature est tellement parfaite que lévolution par la sélection naturelle ne peut pas agir sans force extérieure Est-ce vraiment le cas? Collège Lionel-Groulx

22 Organismes parfaits? La sélection naturelle ne connaît pas lavenir La sélection naturelle fait du nouveau à partir du vieux: agit comme un bricoleur Exemple de la photosynthèse Collège Lionel-Groulx

23 Organismes parfaits? Exemple de labsorption du nitrate Effet beigne Exemple du menton La dentition est une caractéristique qui évolue rapidement Los mou évolue plus vite que los dur de la mâchoire Collège Lionel-Groulx

24 Des organismes parfaits? Lévolution est limitée par des contraintes historiques De nombreuses adaptations sont des compromis Le hasard et la sélection naturelle interagissent La sélection ne peut que modifier des variations existantes Collège Lionel-Groulx

25 Comment expliquer la diversité des espèces? Processus de la spéciation: un bref aperçu Collège Lionel-Groulx

26 Sturnella magnaSturnella neglecta La notion despèce Ressemblances physiques Interfécondité X

27 La spéciation Deux types de spéciation Allopatrique: territoire différent Sympatrique: même territoire Il y a beaucoup plus dexemples de spéciation allopatrique Collège Lionel-Groulx

28 Rythme de spéciation Lévolution est graduelle selon Darwin Les archives géologiques démontrent plutôt le contraire Naissance de la notion déquilibre ponctué (Gould) Si une espèce acquièrent la majorité de ses caractéristiques en 50,000 ans, en verront nous la trace dans les fossiles? Collège Lionel-Groulx

29 Qui, eux, sont maintenant compris à lintérieur de 3 grands domaines Diversité du vivant 5 grands règnes, vraiment? Depuis 1977, on reconnaît 6 règnes Ce que lon vous a enseigné Proposition qui est encore à létude

30 Collège Lionel-Groulx Diversité du vivant Les 3 domaines nont pas évolués de façon complètement indépendante…

31 Arbre phylogénétique comprenant les 3 domaines et les 4 règnes des eucaryotes Eubactéries Archéobactéries Eucaryotes Animaux Protistes Mycètes Végétaux Note: les relation phylogéniques des Végétaux, des Animaux et des Mycètes par rapport aux Protistes (encadré) est actuellement sous débat scientifique. Le règne des Protistes est appelé à disparaître pour devenir plusieurs règnes (2 ou 3) plus petits car il regroupe une trop grande diversité dorganisme qui sont classés ensemble simplement parce quils sont petits…

32 Lévolution des 5 règnes

33 Les premiers habitants Eubactéries Archaebactéries

34 Les eubactéries Premier domaine apparu sur terre Les eubactéries sont les premiers vivants à avoir peuplé la Terre il y a environ 4,1 milliards dannées. Ce sont des procaryotes (absence de compartimentation/membrane interne) Possèdent des propriétés communes aux archées de par leur structure cellulaire et distinctes de par leur génome. Ont une paroi cellulaire composée au moins partiellement de peptidoglycanes

35 Les archéobactéries Deuxième domaine apparu sur Terre Les archéobactéries sont des procaryotes possédant des membranes cellulaires très résistantes pouvant survivre à des conditions climatiques extrêmes (extrémophiles). Mécanisme de réplication de lADN des archées est plus proche de celui des eucaryotes que de celui des bactéries. Sont les précurseurs des eucaryotes.

36 Les eucaryotes Troisième domaine apparu sur Terre Comprend les règnes des protistes, mycètes, animaux et végétaux Les eucaryotes constituent un groupe dorganismes unicellulaires ou pluricellulaires définis par leur structure cellulaire plus complexe que celle des procaryotes. Comparativement aux archéobactéries, ils possèdent des organites divisant lespace cellulaire en zones dont la fonction est définie, tel que le noyau.

37 Les protistes Majoritairement unicellulaires Peuvent vivre groupés en colonies Principalement retrouvés dans les milieux aquatiques, mais aussi dans certains habitats terrestres humides Beaucoup vivent une forme de relation symbiotique avec dautres organismes vivants (mutualisme, parasitisme, etc.) Très grande diversité quant au mode de nutrition: autotrophes, hétérotrophes ou mixotrophes

38 Les eumycètes Presque tous pluricellulaires Ce sont des hétérotrophes par absorption Ce sont également des décomposeurs qui transforment la matière organique en matière inorganique. Dû à leur mode de nutrition, ils vivent une forme de relation symbiotique avec dautres organismes vivants (mutualisme, parasitisme, etc.) Ont une paroi cellulaire formée de chitine

39 Les animaux Ce sont des pluricellulaires hétérotrophes (majoritairement par ingestion) Seuls les animaux possèdent du tissu nerveux et musculaire Se reproduisent de façon sexuée (pour la plupart) Emmagasinent leur énergie sous forme de glycogène et de graisses Nont pas de paroi cellulaire (les arthropodes ont de la chitine mais elle sert pour leur exosquelette)

40 Les végétaux Ce sont des organismes pluricellulaires qui se nourrissent de façon autotrophe (photosynthèse) sauf exception Possèdent des structures complexes grâce à la spécialisation de certaines de leurs cellules Majoritairement terrestre Emmagasinent leur énergie sous forme damidon Ont pour ancêtres les algues vertes aquatiques Ont une paroi cellulaire composée de cellulose

41 Collège Lionel-Groulx Les menaces à la biodiversité Destruction dhabitat Espèces envahissantes Changements climatiques Pollution Braconnage Nous sommes au cœur de la 6 ième extinction massive, 1000x plus rapide que celle des dinosaures…

42 Collège Lionel-Groulx Histoire de la vie…


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