De l’évolution des populations à la spéciation La sélection naturelle agit sur les individus, mais c’est la population qui évolue Chapitres 23 et 24 Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Plan du cours La matière première de l’évolution Les moteurs de l’évolution La sélection naturelle La dérive génétique Le flux génétique entre populations Les modes de sélection naturelle La sélection sexuelle Organismes parfaits? La spéciation, un bref aperçu Collège Lionel-Groulx

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 d’une population (Population: groupe d’individus d’une même espèce capable de se reproduire) Collège Lionel-Groulx

Patrimoine génétique et fréquence allélique Patrimoine génétique = ensemble des gènes possédés par une population Certains gènes possèdent plus d’un allèle, d’autres non. L’évolution consiste en un changement au niveau des fréquences alléliques Celle-ci ne change pas s’il n’y a pas de sélection naturelle par rapport au gène en question Collège Lionel-Groulx

La matière première de l’évolution Évolution = impossible si tous les individus sont des clones La diversité génétique est donc primordiale!!! D’où vient cette diversité entre individus? Collège Lionel-Groulx

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

Collège Lionel-Groulx Moteur de l’évolution L’évolution = 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 d’étranglement Le flux génétique entre populations Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx La sélection naturelle est le seul processus qui permet une adaptation à l’environnement Collège Lionel-Groulx

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

Collège Lionel-Groulx L’effet fondateur La fréquence allélique d’une nouvelle colonie n’est pas nécessairement le reflet de celle de la population d’origine Exemple: ataxie de Charlevoix-Saguenay et fibrose kystique Collège Lionel-Groulx

Effet d’étranglement: catastrophe Changement de fréquence allélique Collège Lionel-Groulx

Exemple d’effet d’étranglement Lors de catastrophe touchant une fraction importante d’une population, des allèles sont perdus. La perte de diversité génétique fragilise l’espèce et compromet sa survie Collège Lionel-Groulx

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

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

L’évolution 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

Sélection intrasexuelle Collège Lionel-Groulx

Sélection intersexuelle Collège Lionel-Groulx

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

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

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

Explicable par l’origine des organites Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Organismes parfaits? Exemple de l’absorption du nitrate (NO3-) par les racines Pourquoi pas une pompe à NO3-? La pompe à protons est sûrement arrivée avant le sympoteur H+/NO3- Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Organismes parfaits? Effet beigne L’évolution d’un caractère peut en faire apparaître d’autres… Quel était l’objectif du pâtissier: des anneaux, des cercles, des « triangles » ou des « losanges »? Exemple du menton des humains La dentition est une caractéristique qui évolue rapidement L’os mou évolue plus vite que l’os dur de la mâchoire Le menton n’est pas une adaptation Collège Lionel-Groulx

Des organismes parfaits? L’évolution est limitée par des contraintes historiques: impose le « bricolage » De nombreuses adaptations sont des compromis: analyse coût/bénéfice Le hasard et la sélection naturelle interagissent La sélection ne peut que modifier des variations existantes Collège Lionel-Groulx

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

X La notion d’espèce Ressemblances physiques Interfécondité Sturnella magna Sturnella neglecta

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

Collège Lionel-Groulx Rythme de spéciation L’évolution est graduelle selon Darwin Les archives géologiques démontrent plutôt le contraire Naissance de la notion d’équilibre 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

Le résultat: les 3 domaines Collège Lionel-Groulx

Le résultat dans le règne des Végétaux Collège Lionel-Groulx

Résultat: les embranchements des Animaux Pour boucler la boucle… Gammares? Patelles? Littorines? Psolus écarlates? Anémones rouges du Nord? Soleils de mer épineux? Éponges croûte de pain? Crabes araignée? Néréis? Groseilles de mer? Balanes? Collège Lionel-Groulx

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