La «descendance avec modification»: L’évolution selon Darwin Chapitre 22

7.1 Quelques définitions Ancêtre commun : Espèce: Mutation: Modification aléatoire de l’ADN; formation de nouvelles protéines – de nouvelles caractéristiques Les vivants d’aujourd’hui proviennent d’espèces ancestrales et sont une «descendance modifiée» Population dont les individus peuvent se reproduire entre eux dans un environnement naturel et donner naissance à une descendance capable à son tour de se reproduire

7.1 Quelques définitions Évolution adaptative: Résultat de la sélection naturelle; caractères héréditaires rendant un organisme apte à survivre et à se reproduire dans un milieu donné

Le camouflage

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Au début, planète très jeune avec organismes comme aujourd’hui (6000 ans) Plusieurs personnes ont élaboré des théories avant Darwin

Historique

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Carl Von Linné: Taxonomie - Classement des êtres vivants (Fig. 1.14) - «Pour la plus grande gloire de Dieu» - Darwin va s’en servir comme argument en faveur de l’évolution

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Georges Cuvier : Paléontologie - Étude des fossiles dans les strates des roches (Fig. 22.3) - Plus la strate est profonde, plus les fossiles sont différents des formes d’aujourd’hui - Il s’est opposé aux évolutionnistes catastrophisme (sécheresse ou inondation)

Paléontologie

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution James Hutton et Charles Lyell : Gradualisme et Uniformitarisme - Des processus lents et petits, mais de longue durée peuvent causer des changements considérables - Terre beaucoup plus vieille que 6000 ans

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Lamarck : Ancêtre commun (Fossiles) Transformisme - Comparer des fossiles avec espèces contemporaines - Les espèces peuvent se transformer en d’autres espèces 1 - Usage/non usage ; le besoin crée l’organe se développe s’atrophie

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Exemple : - yeux atrophiés de la taupe - cou de la girafe qui s’allonge 2- Hérédité des caractères acquis ex : cou des girafes de plus en plus long avec les générations (atteinte de feuilles de plus en plus hautes) Théologie perturbée

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Charles Darwin Né en 1809 L’origine des espèces (1859) - Grâce à son voyage à bord du Beagle (1831) (Fig. 22.5) - En Amérique du Sud - Il formule sa théorie

Voyage du Beagle

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Observations : Les espèces végétales et animales des régions tempérées d’Amérique du Sud ≠ les espèces des régions tempérées d’Europe mais sont semblables aux espèces des régions tropicales de l’Amérique du Sud

7.2 Élaboration de la théorie de l’évolution Exemple : Géospizes (pinsons) des îles Galápagos (Fig. 22.6) Espèces semblables, mais distinctes (taille des becs) Ressemblaient à d’autres espèces vivant sur le continent sud-américain, mais n’existent pas ailleurs dans le monde S’explique par la radiation adaptative (Fig. 24.11) ( vents et courants océaniques)

7.3 Les 2 volets du Darwinisme Descendance modifiée : Sélection naturelle Les individus ayant des caractères phénotypiques les rendant plus aptes à survivre dans leur environnement se reproduiront le plus Une nouvelle espèce émerge d’une forme ancestrale à la suite de l’accumulation d’adaptations à un milieu différent (Fig.22,7) : inégalité des chances de reproduction.

7.4 Tableau d’inférences avec exemples de sélection naturelle Ernst Mayr, biologiste de l’évolution, a décomposé la sélection naturelle en 5 propositions (constats) desquelles découlent 3 inférences (conclusions) Proposition 1 : Si tous les descendants de chaque espèce survivaient et se reproduisaient, il y aurait un surnombre. Toutes les espèces ont une grande fertilité

7.4 Tableau d’inférences avec exemples de sélection naturelle Proposition 2 : Proposition 3 : Inférence 1: Les populations gardent une taille stable Les ressources naturelles sont limitées ( ou encore présence de prédateurs ou de toxines) Une partie seulement des descendants survivent ( lutte pour la survie)

7.4 Tableau d’inférences avec exemples de sélection naturelle Proposition 4 : Proposition 5 : Inférence 2 : Des variations permettent à chaque individu d’être unique Ces variations sont héréditaires Les individus ayant des caractéristiques favorables (+ aptes) survivent et se reproduisent davantage

7.4 Tableau d’inférences avec exemples de sélection naturelle La sélection naturelle Les caractères favorables s’accumulent ( parce que héréditaires); la population se modifie lentement mais sûrement correspond à l’inégalité des chances de reproduction, et son produit est l’adaptation des organismes d’une espèce à leur milieu de vie

Phalènes du bouleau

Phalènes du bouleau Pas industries (pas de pollution) : Beaucoup industries (pollution) lichen sur arbre et phalènes claires : lichen sur arbre et phalènes sombres

Exemple de sélection naturelle Résistance des bactéries aux antibiotiques : Milieu sans antibiotique toutes bactéries Milieu avec antibiotique des bactéries résistantes

Exemple de sélection naturelle Évolution du VIH (Fig. 22.13) Résistant au 3TC; ce médicament imite nucléotide C Les mutants distinguent le faux C du vrai

Pharmacorésistance

Pharmacorésistance 2 points clés de la sélection naturelle : La sélection naturelle est un processus de transformation graduelle et non de création. La sélection naturelle est tributaire du temps et de l’espace; elle favorise les caractères qui permettent la meilleure adaptation au milieu immédiat. (caractère favorable dans une situation peut devenir nuisible dans une autre)

7.5 Signes de l’évolution A) Homologie anatomique (anatomie comparée) - Structures homologues : structures semblables car ancêtre commun (qu’importe la fonction) (Fig. 22.14)

7.5 Signes de l’évolution structures atrophiés peu Organes vestigiaux : Exemples : serpent os du bassin (reptiles marcheurs) appendices vermiformes, coccyx - Rotule + colonne vertébrale de l’humain = structures atrophiés peu ou pas utiles structures pour mammifères tétrapodes (maux de dos et de genoux avec le temps)

7.5 Signes de l’évolution B) Homologie embryonnaire Le développement embryonnaire répète l’histoire évolutive de l’espèce Le développement embryonnaire d’espèces différentes est très semblable Ex: embryons des vertébrés sacs branchiaux (Fig.22.15) Poulet vs humain

7.5 Signes de l’évolution C) Homologie moléculaire (Fig.22.16) Le code génétique est quasi-universel (ADN et ARN) chez végétaux et animaux (permet les OGM); même codon pour acide aminé Humains et bactéries possèdent beaucoup de gènes en commun

7.5 Signes de l’évolution D) Biogéographie (Fig.22.17) Évolution convergente Deux espèces de lignées différentes peuvent finir par se ressembler du fait qu’elles occupent un environnement semblable. C’est l’étude de la distribution géographique des espèces

7.5 Signes de l’évolution E) Archives géologiques Ordre des fossiles dans les strates Ex: Procaryotes dans roches + vieilles puisque ancêtres des vivants Fig. 22.18: Certains fossiles font le lien entre ancêtre et actuel (fossiles transitionnels) Preuves fossiles que oiseaux descendent d’une même branche de Dinosaures

7.5 Signes de l’évolution F) Sélection artificielle (faite par les humains) (Fig. 22.10): Permet une visualisation rapide de ce qui s’est probablement produit très lentement Sélectionnent des géniteurs possédant les caractères souhaités; vaste éventail de formes