L’évolution Comment est-il possible que nous ayons des primates pour ancêtres? Chapitre 22 et 23 Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Plan du cours La théorie de l’évolution de Lamarck La théorie de l’évolution de Darwin et Wallace La théorie synthétique de l’évolution et le dessein intelligent: un aperçu La matière première de l’évolution Les moteurs de l’évolution Les preuves convergentes de l’évolution Collège Lionel-Groulx

L’arrivée du concept d’évolution des espèces Des géologues émettent l’hypothèse que les processus géologiques du passé sont les mêmes que ceux d’aujourd’hui. Ceux-ci étant lents et continus, la Terre aurait bien plus que 6000 ans! En 1809, Lamarck publie sa théorie de l’évolution: il décèle des lignées dans des fossiles Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx La théorie de Lamarck Premier à pouvoir expliquer l’adaptation des espèces à leur milieu et les archives géologiques Théorie basée sur deux principes: L’usage et le non-usage Hérédité des caractères acquis Collège Lionel-Groulx

Théorie de l’évolution de Lamarck Collège Lionel-Groulx

Quels problèmes y a-t-il avec la théorie de Lamarck? Collège Lionel-Groulx

La théorie de l’évolution de Darwin Sa théorie choque! Caricature publiée en 1871 La théorie de l’évolution de Darwin Naturaliste anglais, né en 1809 Publie On the Origin of Species en 1859 Collège Lionel-Groulx

Théorie darwinienne décortiquée Potentiel de fécondité exponentielle pour toutes les espèces Pourtant, la taille des populations est stable Ressources limitées compétition entre individus d’une espèce = fraction de survivants Collège Lionel-Groulx

Théorie darwinienne décomposée Variation phénotypique entre les individus Variations sont héréditaires survie dépend partiellement des caractères héréditaires les caractères favorables s’accumulent au fil des générations Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx La théorie de Darwin Évolution = descendance modifiée L’adaptation est explicable par la sélection naturelle La sélection naturelle correspond à l’inégalité des chances de reproduction entre membres d’une population Ces inégalités existent grâce à la variabilité des phénotypes entre les individus Collège Lionel-Groulx

L’évolution, ce n’est qu’une théorie? En sciences, théorie ≠ hypothèse Théorie = énoncé global fondé sur des bases solides (ex.: théorie de la gravitation de Newton ou théorie de la relativité restreinte d’Einstein) Théorie ≠ dogme Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx De nos jours Théorie synthétique de l’évolution: Nous avons remis en doute et testé la théorie de Darwin avec nos nouvelles connaissances en génétique chromosomique et moléculaire. Sa théorie fonctionne toujours malgré nos nouvelles connaissances! Ces dernières permettent simplement de mieux expliquer ce que Darwin avait observé. Dessein intelligent (intelligent design) Mouvement très populaire aux États-Unis et l’ouest canadien Croyance selon laquelle certaines observations de l'univers et du monde du vivant sont mieux expliquées par une cause intelligente que par des processus tels que la sélection naturelle et le hasard. Conclusion: une main divine guide donc les processus observés Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Dessein intelligent? Le pape Jean-Paul II, en 1996, a déclaré que la théorie de l’évolution n’était pas qu’une hypothèse mais un fait. Les partisans du dessein intelligent se disent scientifiques, pourtant… Les associations scientifiques réfutent que leurs expériences soient scientifiques (objectives, sans biais) Même chose chez les philosophes Même chose au Vatican! Découverte en 1999 d’un document (The Wedge) expliquant que le principe est de faire passer la doctrine religieuse pour une science et de semer la confusion dans les cercles scientifiques, avant de rayonner dans toutes les sphères de la société grâce à une campagne de publicité et de façonnage d'opinion Collège Lionel-Groulx

Résumé de la théorie synthétique de l’évolution Potentiel de fécondité exponentiel pour les organismes Les ressources sont limitées Compétition pour les ressource: lutte pour l’existence Les caractères varient d’un individu à l’autre Les individus plus aptes augmentent en fréquence: sélection naturelle Une partie de la variabilité entre les individus est héritable car elle est génétique Changements permanents dans la composition génétique des individus: évolution 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

Moteurs 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 Moteur 1: la sélection naturelle le seul processus qui permet une adaptation à l’environnement Collège Lionel-Groulx

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

Moteur 2: la dérive génétique 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

Moteur 2: la dérive génétique l’effet d’étranglement - catastrophe Changement de fréquence allélique Collège Lionel-Groulx

Moteur 3 – Le 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

Les preuves convergentes de l’évolution: Les observations directes L’évolution de l’antibiorésistance La sélection naturelle suite à un changement environnemental (ex.: phalène du bouleau) Les homologies Les homologies moléculaires (ADN et protéines) Les homologies anatomiques Les organes vestigiaux Les homologies embryologiques L’évolution convergente  analogies Les archives fossiles La biogéographie Les imperfections de la nature Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx L’antibiorésistance Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Phalènes du bouleau Avant la révolution industrielle Lichens et peu de saleté sur les bouleaux, les papillons pâles sont avantagés et plus nombreux. Après la révolution industrielle Peu de lichens et saleté abondante sur les bouleaux, les papillons foncés sont avantagés et plus nombreux Collège Lionel-Groulx

Homologies moléculaires L’ADN entre espèces qui partagent un ancêtre commun récent est plus similaire qu’avec une espèce qui partage un ancêtre commun plus lointain. C’est la même chose pour les protéines. Rappel: labo phylogénie Campbell et Reece 2007 Collège Lionel-Groulx

Homologie anatomiques: anatomie comparée Collège Lionel-Groulx

Homologie anatomiques: organes vestigiaux Collège Lionel-Groulx

Homologies embryologiques Maude Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Évolution convergente: les similarités anatomiques n’indiquent pas toujours un lien de parenté! Homologie: similarités dues à une ascendance commune Les structures similaires ne sont pas toujours des homologies Ce sont parfois plutôt des analogies issues de l’évolution convergente Autres exemples: les ailes des insectes et celles des oiseaux, les nageoires des poissons et celles des baleines… Collège Lionel-Groulx

Utilisation des homologies pour construire un arbre phylogénétique Collège Lionel-Groulx

Les archives fossiles Exemple: le lien entre Bambi et Willy Collège Lionel-Groulx

Les archives fossiles Exemple: le lien entre Bambi et Willy Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx La biogéographie La biogéographie est l’étude de la distribution géographique des espèces sur la surface de la planète. Sur une île, est-ce que les espèces ressembleront plus à celles d’un autre endroit au climat similaire ou aux espèces habitant le continent le plus proche? Si l’Amérique du Sud s’est séparée de l’Afrique il y a 80 millions d’années et que l’origine des grands singes en Afrique date de 20 millions d’années, devraient-ils être présents en Amérique du Sud? Collège Lionel-Groulx

La sélection est un bricoleur: la nature est imparfaite La sélection ne crée pas à partir de rien, elle modifie ce qui existe déjà. Bien que la vie soit extraordinaire, il existe plusieurs imperfections dans la nature. L’existence de celles-ci suggèrent une évolution plutôt qu’une création. À explorer dans la prochaine présentation… Ouakari chauve, Cacajao calvus (primate) 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 symporteur H+/NO3- Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx En conclusion Une multitude de sciences indépendantes obtiennent des résultats convergents démontrant le fait de l’évolution La théorie de l’évolution n’est pas un dogme: celle-ci change et est perfectionnée au fil des percées scientifiques et des observations accumulées L’arbre généalogique des espèces est conséquemment en constant remodelage Collège Lionel-Groulx