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

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

2 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

3 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.

4 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.

5 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.

6 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

7 Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques Isolement écologique Occupent des habitats différents.

8 Barrières prézygotiques
L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION Barrières prézygotiques Isolement temporel Ne se reproduisent pas en même temps.

9 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

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

11 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.

12 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.

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

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

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

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

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

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

19 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.

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

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

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

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

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

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

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

27 L’ORIGINE DES ESPÈCES SPÉCIATION

28 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

38 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

39 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

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

41 L’ORIGINE DES ESPÈCES TAXINOMIE Végétaux Eucaryotes Autotrophes

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

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

44 LA TERRE PRIMITIVE ET L’ORIGINE DE LA VIE

45 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 ???

46 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

47 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.

48 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.

49 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

50 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)

51 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

52 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

53 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

54 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

55 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.

56 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

57 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 jours Souris!!!

58 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

59 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?

60 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

61 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.

62 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

63 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

64 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

65 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)

66 PHYLOGENÈSE

67 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

68 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

69 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION

70 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles organiques

71 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles minéralisés

72 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Fossiles minéralisés

73 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!

74 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

75 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

76 PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Datation absolue Campbell – Fig. 25.2

77 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 ans ? Carbone 14 5 600 ans Après 5600 ans il lui en reste la moitié soit 6 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 3 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 1,5 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,75 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,375 mg. Après un autre ans il ne lui en reste que 0,187 mg. Soient 6 demi-vies de ans = ans. 12 mg x 1/26 = 12 mg x 1/64 = 0,187 mg

78 33 600 ans correspond à 6 demi-vies. Chaque demi-vie réduit de moitié.
PHYLOGENÈSE FOSSILS ET DATATION Un fossile âgé de ans présente combien de fois moins de carbone 14 qu'à sa mort ? Carbone 14 5 600 ans 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

79 Des questions?