L’ORIGINE DES ESPÈCES LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE PHYLOGENÈSE Présenté par Karine Dion Évolution et diversité du vivant

L’apparition de nouvelles espèces au cours de l’évolution. L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION L’apparition de nouvelles espèces au cours de l’évolution. ANAGENÈSE CLADOGENÈSE B A B A A

Conception morphologique L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Espèce ??? Conception morphologique Groupe d’organismes ayant la même apparence. Conception biologique Groupe de populations dont les membres peuvent produire des descendants féconds entre eux et non avec les membres d’autres espèces.

L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Problèmes !!! Lorsque les individus de la même espèce ont une apparence différente. Ex : Ex : Sturnelle des prés Sturnelle de l’Ouest Lorsque les individus d’espèces différentes ont la même apparence.

Conception biologique ne peut pas s’appliquer: L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Problèmes !!! Conception biologique ne peut pas s’appliquer: aux organismes à reproduction asexuée. aux fossiles. à deux populations géographiquement séparées. à des populations montrant un cline.

Barrières prézygotiques Barrières postzygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Isolement reproductif  Empêche deux espèces de se croiser et de produire des hybrides féconds, même si leur aire de distribution se chevauche. Barrières prézygotiques Barrières postzygotiques

Barrières prézygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques Isolement écologique Occupent des habitats différents. http://www.esigge.ch/primaire/4nature/07mammi/campagno/lorraine/campagno.htm http://www.discoverlife.org/nh/tx/Vertebrata/Mammalia/Muridae/Microtus/chrotorrhinus/

Barrières prézygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques Isolement temporel Ne se reproduisent pas en même temps. http://www.chezrobert.4t.com/poisson.html http://www.chezrobert.4t.com/poisson.html http://www.discoverlife.org/nh/tx/Vertebrata/Mammalia/Mephitidae/Spilogale/putorius/ http://www.blueplanetbiomes.org/spotted_skunk.htm

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

Barrières prézygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques Isolement éthologique Comportement nuptial propre à chaque espèce.

Barrières prézygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques 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 postzygotiques L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières postzygotiques Viabilité réduite des hybrides Les zygotes hybrides ne se développent pas normalement ou n’atteignent pas la maturité sexuelle. Fécondité réduite des hybrides Les hybrides ne produisent pas de gamètes fonctionnels. Déchéance des hybrides La progéniture des hybrides est malingre ou stérile.

Spéciation allopatrique L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Il y a 2 modes de spéciation: Spéciation allopatrique Spéciation sympatrique

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE * LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES ANIMAUX Barrière géographique

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE A. harrisi A. leucurus Grand Canyon

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE Death Valley Cyprinodon diabolis

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE Comment savoir si les 2 populations ont aboutit à l’isolement reproductif ?

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’anneau d’espèces nous démontre la spéciation en voie de réalisation

SPÉCIATION ALLOPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION ALLOPATRIQUE Radiation adaptative  Émergence de nombreuses espèces, en relativement peu de temps, à partir d’un ancêtre commun qui se répand dans de nouveaux milieux.

SPÉCIATION SYMPATRIQUE L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE * LE PLUS IMPORTANT CHEZ LES PLANTES Changement génétique amène un isolement reproductif

Spéciation polyploïde chez les plantes L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE Spéciation polyploïde chez les plantes AUTOPOLYPLOÏDIE Espèce A Espèce B

Spéciation polyploïde chez les plantes L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE Spéciation polyploïde chez les plantes ALLOPOLYPLOÏDIE Espèce A Espèce C Espèce B

Spéciation polyploïde chez les plantes L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE Spéciation polyploïde chez les plantes ALLOPOLYPLOÏDIE Espèce C Espèce A Espèce B

Spéciation sympatrique chez les animaux L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION SYMPATRIQUE Spéciation sympatrique chez les animaux

MICROÉVOLUTION SPÉCIATION MACROÉVOLUTION SPÉCIATION L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION MICROÉVOLUTION SPÉCIATION MACROÉVOLUTION

L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Les gènes régissant le développement jouent un rôle essentiel dans l’évolution.

L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

Carl von Linné TAXINOMIE L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE 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 l’espèce. Felis silvestris

L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Linné a classé les organismes en groupes de plus en plus généraux : les taxons.

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES RÈGNE : Animal Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES EMBRANCHEMENT : Chordé Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES CLASSE: Mammifères Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES ORDRE : Carnivores Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES FAMILLE : Canidés Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES GENRE : Canis Un exemple du principe de la classification

Un exemple du principe de la classification L’ORIGINE DES ESPÈCES ESPÈCE : Canis familiaris Un exemple du principe de la classification

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

TAXINOMIE Anciennement: 2 règnes  Végétal  Animal Maintenant: L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Anciennement: 2 règnes  Végétal  Animal Maintenant: 3 domaines Bactéries Archéobactéries Eucaryotes 4 règnes  Protistes  Végétaux  Mycètes  Animaux

L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Protistes Eucaryotes Règne fourre-tout

L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Végétaux Eucaryotes Autotrophes

Eumycètes TAXINOMIE  Eucaryotes  Hétérotrophes (par absorption) L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Eumycètes  Eucaryotes  Hétérotrophes (par absorption)

Animaux TAXINOMIE Eucaryotes L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Animaux Eucaryotes Ingèrent la nourriture et la digère dans des cavités spécialisées

LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE D’où vient la vie ???

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE Il y existe une interdépendance de l’évolution terrestre et biologique. conditionne Évolution physique de la Terre Évolution de la vie

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

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE L’influence des changements de climat Les changements drastiques de climat provoquent des extinctions massives mais aussi favorisent l’émergence de nouvelles formes de vie.

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE L’influence des changements de climat

Cratère de Chicxulub (-65 ma) LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE L’influence des impacts de comètes avec la Terre L’extinction des dinosaures à la fin du Crétacé (-65 ma) serait dû à l'impact de plusieurs comètes Cratère de Chicxulub (-65 ma)

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE L’influence de la photosynthèse sur l’atmosphère et la couche d’ozone Rayons UV très nocifs pour l’ADN La Terre primitive n’avait pas d’O2 Dégage de l’oxygène Photosynthétiseurs Apparition de la couche d’ozone Protège contre les UV Les organismes peuvent sortir des mers et se disperser sur les continents Diversification de la vie

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE L’influence des sociétés humaines sur l’habitat physique de la Terre

On estime l’âge de la Terre à environ LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE On estime l’âge de la Terre à environ 4,6 milliards d’années

ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE

Les plus vieux fossiles LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE Les plus vieux fossiles Stromatolithes, vieux de 3,5 milliards d’années.

Organismes photosynthétiques ressemblant à des cyanobactéries LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ÉVOLUTION DE LA TERRE ET DE LA VIE Organismes photosynthétiques ressemblant à des cyanobactéries Bactérie ancienne (3,5 milliards d’années) Cyanobactérie actuelle

LA GÉNÉRATION SPONTANÉE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE CONTEXTE HISTORIQUE  Antiquité Grecque jusqu’au XIXième siècle LA GÉNÉRATION SPONTANÉE Épis de blé + Chemise sale + 21 jours Souris!!!

Vie Vie LA BIOGENÈSE ORIGINE DE LA VIE Francesco Redi LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE CONTEXTE HISTORIQUE  Au 17ième siècle Francesco Redi LA BIOGENÈSE Vie Vie

Si la vie vient de la vie, d’où viennent les premiers êtres vivants? LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE Si la vie vient de la vie, d’où viennent les premiers êtres vivants?

L’ABIOGENÈSE ORIGINE DE LA VIE LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE L’ABIOGENÈSE ** Théorie qui ne s’applique que dans les conditions de la Terre « primitive ». Évolution biochimique Apparition de molécules organiques (monomères/polymères) Évolution pré-biologique Regroupements de molécules (formation de protobiontes) Évolution biologique Apparition des cellules

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

Par la chaleur Par l’argile Par la pyrite LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE 2. Évolution pré-biologique Les monomères dissous dans l’eau et peu concentrés ont pu se concentrer suffisamment et se polymériser grâce à 3 sources d’énergie possible: Par la chaleur Par l’argile Par la pyrite

Formation de protobiontes LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE 2. Évolution pré-biologique Formation de protobiontes  Regroupement spontané de monomères et de polymères en gouttelettes. Microsphères Liposomes Coacervats

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

En trois étapes: ORIGINE DE LA VIE 3. Évolution biologique LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE ORIGINE DE LA VIE 3. Évolution biologique En trois étapes: 1. Cellules procaryotes hétérotrophes (fermentation) 2. Cellules procaryotes autotrophes ( chimiosynthèse puis photosynthèse) 3. Cellules procaryotes hétérotrophes (respiration cellulaire)

PHYLOGENÈSE

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

Donnent de l’information sur: La taille de l’animal PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles Vestiges ou empreintes d’organismes anciens conservés dans la roche. Donnent de l’information sur: La taille de l’animal Son régime alimentaire Sa locomotion Son habitat Le moment où il vivait sur Terre

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles organiques

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles minéralisés

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles minéralisés

Pourquoi les archives sont-elles incomplètes? PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Pourquoi les archives sont-elles incomplètes? 1- L’organisme 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 qu’un processus d’érosion ramène le fossile à la surface. 4- Il faut que le fossile soit découvert!

FOSSILS ET DATATION Datation relative PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Datation relative Récent L’ordre dans lequel des groupes d’espèces apparaissent dans des strates successives. Ancien

Datation radioactive (avec des radio-isotopes) PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Datation absolue Datation radioactive (avec des radio-isotopes) Isotope Demi-vie Phosphore 32 14,3 jours Tritium 12,3 ans Carbone 14 5 600 ans Potassium 40 1,3 milliards d’années Uranium 238 10 milliards d’années

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Datation absolue Campbell – Fig. 25.2

PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Un organisme contient 12 mg de carbone 14. En admettant qu'il va se fossiliser, combien lui restera-t-il de carbone 14 dans 33 600 ans ? Carbone 14 5 600 ans Après 5600 ans il lui en reste la moitié soit 6 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 3 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 1,5 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,75 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,375 mg. Après un autre 5 600 ans il ne lui en reste que 0,187 mg. Soient 6 demi-vies de 5 600 ans = 33 600 ans. 12 mg x 1/26 = 12 mg x 1/64 = 0,187 mg

33 600 ans correspond à 6 demi-vies. Chaque demi-vie réduit de moitié. PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Un fossile âgé de 33 600 ans présente combien de fois moins de carbone 14 qu'à sa mort ? Carbone 14 5 600 ans 33 600 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 1/26 = 1/64

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