LA SPÉCIATION ET LES SIGNES DE L'ÉVOLUTION

LA SPÉCIATION ET LE CONCEPT D'ESPÈCE Spéciation = formation d'une nouvelle espèce à partir d'une espèce ancestrale Mode le plus fréquent = cladogenèse ==> Diversité biologique

Qu'est-ce qu'une espèce? Population ou groupes de populations dont les membres peuvent se reproduire entre eux dans la nature DONC = groupes d'individus qui s'échangent des gènes

Problèmes d'application de cette définition: Organismes à reproduction non sexuée. Difficulté de vérifier en pratique l'interfécondité. Cas limites Peromyscus maniculatus

Il peut y avoir spéciation s'il y a isolement génétique : barrière qui empêche un groupe d'individus de se reproduire avec le reste de la population. Le groupe isolé peut diverger génétiquement au point de ne plus pouvoir se reproduire avec le reste de la population = nouvelle espèce. Dérive génétique Mutations nouvelles Sélection différente

L'espèce ancestrale A donne naissance aux espèces B, C et D Si le phénomène se produit en peu de temps = radiation adaptative La radiation adaptative est fréquente après un bouleversement important (après la catastrophe responsable de l'extinction des dinosaures, par exemple).

Isolement peut être causé par: Formation d'îles Chaîne de montagnes Glacier Désert Lacs isolés Etc. Barrières géographiques Barrières biologiques Prézygotiques Postzygotiques

Barrières prézygotiques Isolement écologique : une partie d'une population est adaptée à un milieu écologique différent de celui du reste de la population. Isolement temporel Isolement éthologique (comportements différents) Isolement mécanique (appareils reproducteurs incompatibles) Isolement gamétique (gamètes incompatibles)

Barrières postzygotiques Viabilité réduite des hybrides Fécondité réduite des hybrides Déchéance des hybrides …Gare au gorille!

Spéciation allopatrique Groupes séparés par un isolement géographique Spéciation sympatrique Les nouvelles espèces se forment sur le même territoire que l'espèce ancestrale (pas d'isolement physique)

Gradualisme et théorie des équilibres ponctués D'après les fossiles, c'est le mode équilibre ponctué qui serait le plus fréquent.

Les preuves de l'évolution La sélection artificielle Les archives géologiques L'anatomie comparée L'embryologie La biogéographie La biologie moléculaire

La sélection artificielle

Les archives géologiques Permettent de se représenter la flore et la faune de différentes époques. Permettent de découvrir les transitions entre une forme ancienne et une forme plus moderne.

Certains fossiles permettent d'imaginer comment s'est faite la transition entre de grands groupes. Ex. Fossile de l'Archaeopteryx (transition entre reptiles et oiseaux, 150 MA).

Structures vestigiales Appendice chez humain (reste du caecum) Muscles des oreilles chez l'humain. Mécanisme de la "chair de poule" Repli semi-lunaire de l'œil (reste d'une troisième paupière chez les reptiles). Coccyx (queue atrophiée) Chez les humains, les vertèbres formant la queue sont atrophiées et soudées pour former le coccyx

Parfois, une structure vestigiale peut se développer. Radiographie des vertèbres formant une queue chez une fillette de six mois.

L'embryologie Les organismes qui ont une même origine évolutive présentent des développements embryonnaires semblables. Fentes branchiales chez les vertébrés. Queue au stade embryonnaire chez l'homme. Dents et fourrure au stade embryonnaire chez les baleines à fanons.

Poisson Oiseau Porc Homme http://www.pbs.org/wgbh/nova/odyssey/clips/

La biogéographie = étude de la distribution des espèces Îles abritent des espèces endémiques (uniques) apparentées à des espèces du continent le plus proche ou d'une île voisine. Îles Hawaii : ~ 250 espèces d'insectes ont envahi les îles après leur formation. Ces insectes ont évolué pour donner plus de 3000 espèces uniques aux îles. Des 1700 espèces végétales, 1430 sont endémiques. Dinosaures d'Afrique et d'Amérique du Sud : même espèces AVANT la formation de l'Atlantique. Espèces différentes après

L'horloge moléculaire Différence génétique entre deux espèces provenant d'une même espèce ancestrale est proportionnelle au temps T écoulé depuis leur séparation évolutive

Évolution du cheval, caractérisée par: Accroissement de la taille. Réduction du nombre de doigts. Modification des dents

Mesohippus Hyracotherium (ou Eohippus) Pliohippus

Titanis s’est éteint il y a environ 400 000 ans. Quand les oiseaux étaient les prédateurs des chevaux. Il y a quatre millions d’années, dans une plaine d’Amérique centrale, Titanis, le plus gros prédateur de la région, attaque Hipparion. Titanis s’est éteint il y a environ 400 000 ans.

L'évolution se fait-elle au hasard? Hasard des mutations Hasard des circonstances Changements de climat Catastrophes cosmiques Changements écologiques Etc. Mais la sélection naturelle ne se fait pas au hasard On peut expliquer comment s’est déroulée l’évolution, mais on ne peut pas prédire ce qu’elle va faire dans le futur. C’est ce qu’on appelle la contingence en évolution.

Si la vie existe sur d’autres planètes et que son évolution a conduit à l’intelligence et à la technologie, ces êtres intelligents sont-ils semblables à nous?