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Pinsons des Galapagos et Sélection Naturelle Adapté dune présentation de Cheryl Heinz, Dept. of Biological Sciences, Benedictine University, et Eric Ribbens,

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1 Pinsons des Galapagos et Sélection Naturelle Adapté dune présentation de Cheryl Heinz, Dept. of Biological Sciences, Benedictine University, et Eric Ribbens, Dept. of Biological Sciences, Western Illinois University 1

2 Les Iles Galapagos Env. 1000km des côtes équatoriennes Equivalent à la distance entre Toulouse et Lille –Campagnes, villes routes entre T & L –Une étendue deau entre les Iles Galapagos et les côtes dAmérique du Sud Jamais connectées par voie aérienne à lAmérique du Sud 2

3 3

4 Implications Toutes les espèces terrestres qui occupent les îles nauront pas de proches parents à proximité Des îles voisines peuvent abriter des espèces apparentées –Mais la colonisation des îles par de nouvelles espèces terrestres à partir de lAmérique du Sud : un événement rare Les espèces qui parviennent à coloniser les îles forment des population qui ont le temps de se différencier, au plan évolutif, de leurs plus proches parents En dautres termes, il y a aura très peu de flux de gène entre les îles et le continent dont sont issues les espèces colonisatrices 4

5 Charles Darwin Darwin a visité et prospecté les Iles Galapagos entre avril et octobre 1835 –Séjour sur The Beagle: Dec Oct 1836 Ce que Darwin a vu aux Galapagos semble avoir joué un grand rôle dans linitiation dune réflexion intense sur lévolution Les principaux résultats de ses travaus seront publiés dans The Origin of Species en

6 Idées de Charles Darwin Evolution : modification des orgaismes au cours du temps –Pas une idée propre à Darwin –Mais avant lui, pas de mécanismes plausibles pour expliquer comment ont lieu les changements Sélection Naturelle –Est ce mécanisme 6

7 Biodiversité des Galapagos Les Galapagos aujourdhui : un endroit extraordinaire du point de vue de la biodiversité De nombreux annimaux et plantes qui vivent aujourdhui aux Galapagos nexistent quaux Galapagos et nulle part ailleurs: –Ces animaux et ces plantes : endémiques des Galapagos 7

8 Endémisme –1 espèce de manchot –1 (ou plusieurs?) espèces de tortues géantes –1 espèce diguane marin –14 espèces de concombre de mer –1 espèce dotarie –1 espèce de buse –Plusieurs autres espèces doiseaux dont 13 espèces de pinsons 8

9 Les Pinsons des Galapagos 13 espèces de pinsons: –6 espèces de pinsons terrestres –3 espèces de pinsons arboricoles –1 pinson pic –1 pinson végétarien –1 pinson de mangrove –1 pinson fauvette qui ressemble plus à une fauvette quà un pinson Le pinson pic : utilise les épines de cactus comme outil pour extraire les larves dont il se nourrit des cactus 9

10 Petit Moyen Grand

11 Mangrove

12 Pinson-fauvette

13 Pinson pic (forme à petit bec) Pinson pic (forme à gros bec)

14

15 Peter et Rosemary Grant Iles océaniques –Des laboratoires naturels de lévolution Peter et Rosemary Grant – Etudient les pinsons des Galapagos depuis plus de 30 ans –Séjournent plusieurs mois / an sur leur terrain détude –TOUS les pinsons de lIle Daphné sont marqués, mesurés, suivis… 15

16 Medium ground finch Géospize à bec pointu Geospiza fortis

17 Graphe montrant la distribution de lépaisseur des becs chez les Geospiza fortis de Daphne pendant lannée 1 17

18 Q: Quelle est lépaisseur moyenne du bec chez Geopsiza lannée 1? A: env 7mm B: env 8mm C: env 9.5mm D: env 10mm E: env 11mm 18

19 Q: Quelle est la différence entre les individus les plus différents? A: 2 mm B: 4 mm C: 6 mm D: 8 mm E: 10 mm 19

20 Un changement des conditions climatiques Année 2 Comme dhabitude, un peu de pluie durant la première semaine de janvier –Le reste du mois de janvier, une petite averse –Précipitations durant lannée 2: 24mm. Une année normale : 130mm! Année 1 : 137mm 20

21 Un changement des conditions climatiques Les pinsons (Geospiza fortis) se nourrissent de graines –Année 1 Juin : plus de 10 grammes de graines par m 2 –Année 2 Juin: 6 grammes de graines par m 2 –Année 2 Décemre: 3 grammes par m 2 Que pasa? Pendant la sécheresse, les plantes cessent de se reproduire et allouent lessentiel de leur ressource à la survie Les pinsons ne se sont pas reproduits pendant lannée 2 (aucune ponte) 21

22 Graines Une grande diversité de graines produites sur lîle –Pinsons : préfèrent les graines molles, qui sont les plus faciles à ouvrir Un petit arbuste rampant Tribulus –Une des rares espèces à se reproduire abondamment en période sécheresse –Les graines les plus difficiles à ouvrir. –Seuls les pinsons avec un bec dont lépaisseur est dau moins 11mm peuvent ouvrir ces graines –Les Grants nont jamais observé de pinsons avec des becs de 10,5mm ou moins tenter douvrir les graines de Tribulus 22

23 Prédiction? Que peut-on sattendre à observer dans la population de pinsons de Daphne entre les années 1 et 3? (si lannée 2 est une année de sécheresse) Dessiner une prédiction sous forme de graphe (on sintéresse à lépaisseur du bec) 23

24 Lequel de ces graphes est le plus proche de celui que vous avez dessiné? A: Temps B: C: D: 24

25 Une autre année de changement Janvier de lannée 3 –Plus de 50mm de précipitations en une journée –Floraison massive de très nombreuses espèces qui vont produire beaucoup, beaucoup de graines Constat des Grants à leur retour sur Daphne –La population de pinson a été décimée pendant lannée 2 –Aucun nouveau pinson né pendant lannée 2 –Un seul pinson né lanné 1 survivra juqua lannée 3 25

26 Données Année 3 26

27 Q: Quelle est lépaisseur moyenne du bec en année 3 (1978)? (en année 1: 9.5 mm.) A: < 7mm B: env 8mm C: env 9mm D: légèrement < 10mm E: légèrement < 11mm 27

28 Evolution: Un changement de la fréquence dun allèle, tel quun allèle impliqué dans lexpression de lépaisseur du bec Définition moderne de lévolution 28

29 Q: Est-ce que la population de pinson a évolué entre 1976 (A1) to 1978 (A3)? A: oui B: non C: peut-être D: je ne sais pas 29

30 Evolution par la voie de la sélection naturelle Objectif premier des Grants : initier une étude sur la spéciation chez les Pinsons En seulement quelques années, ils ont obtenu des preuves de la sélection naturelle en marche –En une saison, les becs sont devenus en moyenne 0.54mm épais et 0.39mm plus longs Exemple dévolution en marche 30

31 Surprises? 1.Evolution peut être si rapide quon peu lobserver sur une échelle de temps très courte Darwin pensait quune vie de scientifique nétait pas suffisante pour observer lévolution Un seul changement climatique peut affecter lévolution dune population, si certains caractères influencent la survie et que ces caractères varient dans la population 31

32 Surprises? 2. Evolution est possible même si elle est indétectable à loeil. Pourquoi les Grants ont-ils vu la sélection en marche? Oiseaux très peu farouches, faciles a capturer et à observer Ils ne pouvaient pas voir les différences mais leur pied à coulisse le pouvait lui Grâce à ces mesures, ils ont montré que 0,5mm de différence faisait la différence entre mort et survie lors dune année de sécheresse 32

33 Héritabilité Taille et forme du bec sont héritables chez les pinsons des Galapagos –Un couple avec un mâle et une femelle à bec long et épais aura des petits avec un bec long et épais La sélection naturelle peut avoir lieu sans quil y ait héritabilité, mais dans ce cas on ne pourra pas parler dévolution par la voie de la sélection naturelle 33

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36 Evolution par la voie de la sélection naturelle Etapes: 1.Les individus doivent être différents pour certaines caractéristiques 2. Certaines de ces caractéristiques doivent être transmises à la descendance –Ces caractères sont héritables –Bases génétiques pour les différences (more…) 36

37 3. Différents individus produisent différents nombre de descendants –Produisent des nombres différents, or –Différents taux de survie 4. La valeur particulière de la caractéristique est associée au nombre de descendants. 37 Evolution par la voie de la sélection naturelle


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