Espèce et spéciation : problématique générale Sarah Samadi & Anouk Barberousse

La perception intuitive des espèces Consommation de plantes sauvages en Ethiopie (Balanites aegyptiaca) Indien Kapayos du Brésil Connaissances des vertus médicinales des plantes

Biodiversité Une tâche d’inventaire Un objectif de reconstruction des processus qui l’ont produite Avec Darwin, la perception de la biodiversité, instantanée, s’explique comme le produit d’une histoire continue

Variation + descendance  évolution La révolution darwinienne Variation + descendance  évolution

Décrire vs. Expliquer Etudier les espèces et les mécanismes de spéciation, ce n’est donc pas seulement dérouler le film de l’évolution, c’est surtout comprendre les causes de cette histoire. Il s’agit donc de proposer des modèles explicatifs.

Exemple : Pasteur et la réfutation de la génération spontanée Le phénomène à expliquer : e.g. apparition d’asticots sur de la viande Le modèle couramment accepté : la génération spontanée L’expérimentation apporte la réfutation du modèle Ce qui permet de proposer un nouveau modèle Les données accumulées depuis confortent le modèle

La Sélection Naturelle : un modèle explicatif général Les faits : diversité actuelle et fossile et sa structuration (pattern discret à un instant et pattern continu dans le temps) Le modèle existant : chaque espèce résulte d’un événement unique de génération (création) Les données expérimentales qui permettent de proposer un modèle : la sélection artificielle (expérimentation peu contrôlée) Les données accumulées ont permis de conforter et d’affiner le modèle (par exemple en introduisant des raisonnements probabilistes)

Les modèles particuliers Pour conforter le modèle général, on évalue sa capacité à expliquer des ensembles circonscrits de faits grâce à un modèle particulier c’est-à-dire restreint aux paramètres propres au cas étudié Tectonique des plaques = explication générale Collision Inde / Asie = un modèle particulier pour expliquer la formation de l’Himalaya C’est un nouveau modèle (pas une dérivation triviale du modèle général) Il est réfutable

Barrière d’Isolement Reproducteur Application à la biologie évolutive Exemples de modèles généraux : spéciation allopatrique, écologique etc… Sélection Naturelle Espèces sœurs Barrière Extrinsèque Barrière d’Isolement Reproducteur modèle alternatif modèle canonique Le mode de spéciation allopatrique selon lequel les flux de gènes entre les populations d’une même espèce sont inhibés par un évènement extrinsèque, est le plus fréquemment démontré chez les animaux. L'une des principales limitations de ce modèle est que l'environnement marin est continu et qu’il permet la dispersion des organismes sur de très grandes distances et ne favorise donc pas l’isolement géographique ni génétique des taxons dispersifs. Un modèle alternatif a donc été suggérées ; lors de la spéciation en sympatrie, les populations en divergence ne sont pas totalement isolées géographiquement mais possèdent une zone de contact étroite. Selon ce modèle, il y aurait des mécanismes d’isolement génétiques à l’intérieur de l’aire de distribution des descendants d’un même dème. La sélection naturelle a un rôle important dans ce mode de spéciation.

Application à la biologie évolutive Pattern (phylogénie, données fossiles, structure génétique) = ensemble d’hypothèses descriptives des faits à expliquer À partir de ce pattern, proposition d’un modèle particulier qui peut être une combinaison des modèles généraux Espèces soeurs espèce Y outgroup espèce Z espèce X Allopatrie Sympatrie

Thèse Magalie Castelin Alcithoe Cancellopollia Chicoreus

Thèse Magalie Castelin

Typiquement, les clades sont des hypothèses sur l’histoire évolutive D'après "Classification phylogénétique du vivant" G. Lecointre et H. Le Guyader, Editions Belin Patterns On reconstruit des patterns On s’appuie sur de tels patterns pour proposer des modèles explicatifs Mais ces patterns sont eux-mêmes des hypothèses réfutables Typiquement, les clades sont des hypothèses sur l’histoire évolutive D'après "Au commencement était l'homme - De Toumaï à Cro-Magnon" Pascal Picq

Patterns: clades et espèces De même, les espèces décrites sont des hypothèses sur la réalité biologique et non directement cette réalité. Lucanus cervus. Les espèces, au même titre que les organismes, interagissent individuellement avec leur environnement biotique et abiotique Les clades décrits ne peuvent que témoigner des processus qui ont agi dans le passé sur les espèces

Conclusion Cela montre que les approches « pattern » et « process » ne doivent pas être opposées. Au contraire, la justification de la recherche de patterns est qu’ils permettent de comprendre les processus.