Évolution et Diversité du Vivant

Présentation au sujet: "Évolution et Diversité du Vivant"— Transcription de la présentation:

1 Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05) Cours 9 Theodosius Dobzhansky (1937) Chapitre 23 Campbell, 3 e édition LE NÉODARWINISME OU THÉORIE SYNTHÉTIQUE DE L’ÉVOLUTION Ernst Mayr (1942) Bernadette Féry Automne 2007 Georges Gaylord Simpson (1944)

2 1. Entre le darwinisme et le néodarwinisme
Vers la grande synthèse : la théorie de l’évolution Naissance du Darwinisme Darwin (1858). L'évolution est acceptée mais pas le mécanisme de la sélection naturelle. Darwin ne peut expliquer l’origine des variations des individus et comment celles-ci se transmettent. Les travaux de Mendel ne sont pas encore faits. 2. Le darwinisme est épuré WEISSMANN (1883) prouve que l'hérédité des caractères acquis (auquel Darwin adhérait) est impossible en démontrant que les cellules du germen, transmissibles aux descendants, s'isolent très précocement des cellules du soma, non transmissibles aux descendants, les seules aptes à acquérir des caractères acquis. 3. Réappropriation des lois de Mendel En 1900, de Vries, Correns et von Tschermack redécouvrent les lois de Mendel chez les végétaux (en réalité, ils connaissaient le travail de Mendel). Ces travaux permettent de comprendre les raisons des variations observées par Darwin et comment elles se transmettent. Cependant, ces généticiens, à l'image de Mendel, croyaient que seuls les caractères discontinus étaient héréditaires (caractères qui varient du tout au tout comme les fleurs mauves ou blanches). Ors, les travaux de Darwin portaient sur des caractères variant de façon continue comme la longueur des poils (des caractères, on le sait aujourd’hui, dus à plusieurs paires d’allèles situés à des locus différents) et on ne croyait pas que ces variations étaient héréditaires. Le mendélisme et le darwinisme étaient en conflit.

3 On cherche un autre mécanisme pour expliquer l’évolution : le mutationnisme De Vries observe, en 1866, l'apparition soudaine de nouvelles espèces chez l'oenothère à grandes fleurs (Oenothera lamarckiana) et propose la mutation comme l'agent de l'évolution (publication : Die Mutations theorie, en 1901). Cette notion d’évolution par la mutation, produisant des variations soudaines, fortuites et héréditaires était diamétralement opposée à la vision darwinienne d'une évolution graduelle due à la sélection naturelle sur des variations continues. Hugo de Vries et le mutationisme Botaniste hollandais ( ) Les mutations sont perçues dès le 18e siècle par Maupertuis puis Lamarck et Darwin mais de Vries, le premier, les nomme et les définit comme de brusques transformations spontanées et héréditaires et leur attribue un impact sur l’évolution des espèces. Soure

4 Les travaux de recherche se poursuivent, les connaissances augmentent Les progrès de la microscopie et des techniques de cytologie mènent à l’élaboration de la théorie chromosomique de l’hérédité, en 1902 (les gènes de Mendel sont sur les chromosomes et ce sont eux qui subissent la ségrégation et l’assortiment indépendant durant la méiose), théorie qui sera prouvée par Morgan (1910). Une nouvelle science voit graduellement le jour : la génétique des populations (science qui étudie les variations génétiques des populations) En 1908, Hardy et Weinberg, indépendamment l’un de l’autre, entreprennent des études en génétique des populations. Ils démontrent qu’une population qui n’évolue pas maintient la fréquence de ses allèles de génération en génération. La génétique des populations prendra véritablement son essor avec Ronald Fisher en 1930, « La théorie génétique de la sélection naturelle». Il montre que la sélection naturelle favorise d’autant plus le maintien de certains allèles dans une population qu’ils procurent un avantage plus important. De façon générale, avec la génétique des populations, les scientifiques commencent à accepter l’idée que les lois de la génétique de Mendel sont compatibles avec les variations continues et la sélection naturelle de Darwin. Le mendélisme et le darwinisme ne sont plus en conflit.

5 La théorie synthétique de l’évolution (théorie néodarwinienne) prend forme
Une synthèse de la conception darwinienne de la sélection naturelle et de la théorie mendélienne de l’hérédité. ( ) — Sewall Wright, Théodosius Dobzansky, Julian Huxley, Ernst Mayr, George G. Simpson, John B.S. Haldane (extrait) (lire) Sewall Wright ( ). Identifie l'effet fondateur, effet d'échantillonnage lorsqu'une petite population se sépare d'un plus vaste ensemble, et la dérive génétique, modification de la répartition des allèles au cours du temps liée aux petites populations. Theodosius Dobzhansky. Publie «La génétique et l’origine des espèces» en Il découvre que les espèces ont tendance à posséder une grande variété de gènes, apparemment inutiles dans un environnement présent, mais apportant à l'espèce dans son ensemble une vaste diversité génétique, garantissant une adaptation efficace à de nouveaux environnements. Reconnaît la diversité génétique dans les populations. Julian Huxley. Publie «L’évolution, la synthèse moderne» en Il crée le terme de synthèse évolutive pour cette théorie qui unit les connaissances de toute la biologie [biochimie, biochimie de l'hérédité, génétique généalogique, génétique des populations, cytologie, physiologie du développement, biologies animale et végétale, écologie, éthologie, biogéographie, paléontologie, systématique], de la géologie [radiochronologie et tectonique globale] et l'analyse mathématique. George Simpson ( ). Apporte des arguments paléontologiques. Spécialiste de l’évolution des équidés, il distingue microévolution, macroévolution et mégaévolution pour rendre compte de l’apparition et de la divergence de nouveaux groupes aux différents niveaux de la classification (espèces, familles, classes, etc.). Il pensait qu’un processus unique et graduel permettait d’expliquer l’évolution à ces différents niveaux.

6 8. La théorie synthétique de l’évolution à l’heure d’aujourd’hui L’idée d’évolution n’est plus contestée aujourd’hui chez les biologistes mais ses modalités donnent encore lieu à controverse. (lire) La notion de sélection naturelle a dû être relativisée à la suite des travaux de Motoo Kimura ( ) et de son école neutraliste montrant que certains gènes évoluent sans donner prise à la sélection. Années 1970 : neutralisme Le gradualisme de Simpson a été remis en question par Niles Eldredge et Stephen Jay Gould en 1972 avec leur théorie des équilibres ponctués et la distinction des mécanismes affectant micro et macroévolution. Selon ce concept, la spéciation se fait par étapes successives et non progressivement, ce qui permet d’expliquer la longue persistance de certaines espèces ou au contraire la très rapide évolution par bonds d’autres groupes. Années 1970 : modèle des équilibres ponctués

7 2. La théorie synthétique de l’évolution (néodarwinisme)
Élaborée en une quinzaine d’années ( ) Intègre la sélection darwinienne et l’hérédité mendélienne Dite «synthétique de l’évolution» car elle amalgame de nombreux domaines scientifiques : génétique des populations, paléontologie, taxinomie et biogéographie. Son grand apport : l’évolution se fait à l’échelle des populations et non à celle de l’individu. Un résumé de la théorie néodarwinienne Une population évolue. Suite à des petites modifications de la fréquence des allèles de son pool de gènes. Sous l'effet de la sélection naturelle (principal mécanisme de l'évolution) mais aussi sous l'effet d'autres agents de l'évolution : dérive génétique, mutation et flux génétique. De grands changements résultent de l'accumulation de ces petites modifications étalées sur de longues périodes.

8 3. Vocabulaire Espèce Population
Ensemble de populations dont tous les membres ont le potentiel de se reproduire entre eux dans un environnement naturel Population Groupe d'individus de la même espèce vivant sur un territoire donné et à un moment déterminé Mer de Beaufort Alaska Yukon Campbell : 494 (3eéd.) — Figure 23.3 Aire de distribution des caribous de la rivière Porcupine Aire de distribution des caribous de la rivière Fortymile Microévolution Modification, au cours des générations successives, des fréquences des allèles d'une population sous l'effet des agents de l'évolution Spéciation Apparition d'une nouvelle espèce comme résultat de la microévolution

9 Patrimoine génétique (pool génétique, fonds génétique)
Ensemble des gènes que possède une population à un moment donné (tous les allèles de tous les locus de tous les individus de la population) Patrimoine génétique pour le locus X d’une population de 13 individus (26 locus au total) Fréquence allélique Fréquence relative d'un allèle donné par rapport aux allèles de l'ensemble de la population 13 locus occupés par l’allèle X1 d’où la fréquence de l’allèle X1 =13 /26 = 0,5 4 locus occupés par l’allèle X2 d’où : X2 = 4 /26 = 0,154 9 locus occupés par l’allèle X3 d’où : X3 = 9/26 = 0,346 Fixation d'un allèle Si un seul allèle occupe un locus donné, il y a fixation de cet allèle dans la population (tous les membres de la population portent deux allèles identiques). La somme des allèles d'un locus égale 1 X1 + X2 + X3 = 1 ou 0,5 + 0, ,346 = 1

10 4. Les agents de l’évolution de la théorie néodarwinienne Agents qui modifient les fréquences alléliques d’une population causant ainsi de la microévolution La dérive génétique Surtout dans les petites populations. Seuls quelques gamètes sont tirés pour produire les descendants. Dans ces gamètes, certains allèles peuvent avoir été tirés plusieurs fois et d'autres, pas du tout (erreurs d'échantillonnage des allèles dans les gamètes). Le patrimoine génétique de la génération parentale n'est pas fidèlement représenté dans la génération suivante. Dérive génétique chez une petite population de 10 individus Campbell : 490 (2eéd.) — Figure 23.4 RR rr RR RR RR 5 plantes se reproduisent Rr 2 plantes se reproduisent RR Rr RR RR rr RR RR Rr RR rr Rr RR RR RR RR RR rr Rr Rr RR RR RR Rr Rr La fréquence des gènes change à chaque génération à cause du hasard

11 Effet d’étranglement Effet fondateur
Deux causes de réduction de taille des population favorisant la dérive génétique ! Effet d’étranglement Effet fondateur Naissance d’une petite population par migration de quelques individus vers un nouvel habitat (colonisation). Exemple des gens de Charlevoix et du Saguenay-Lac-Saint-Jean Une petite population colonisatrice a quitté la Vendée et la Charente-Maritime en France pour s’installer à Québec. L’un ou plusieurs d’entre eux avaient un gène pour la dystrophie myotonique. Certains de leurs descendants ont ensuite fondé Charlevoix puis, quelques uns de ces derniers sont allés au Saguenay. À l'heure actuelle, 5 maladies génétiques récessives sont très fréquentes au Saguenay Lac St-Jean Thyrosinémie, ataxie de Charlevoix-Saguenay ou dystrophie myotonique(189/ ), fibrose kystique, acidose lactique et neuropathie sensitivo-motrice. Campbell : 501 (3eéd.) — Figure 23.7 Réduction de la taille d’une population par une catastrophe (feu, chasse intensive, glaciation, inondation …) Cas des éléphants de mer En 1898, la chasse a réduit une population de la côte mexicaine à 20 animaux. De plus, seuls les mâles dominants s’accouplent. Maintenant la diversité génétique est très réduite et de plus, il y a fixation d'allèles pour 24 locus.

12 Le flux génétique Migration d'individus féconds entre des populations différentes. L'immigration apporte des gènes et l'émigration en retire. Cause de la microévolution puisqu'il modifie la fréquence des allèles d'une population. Homogénise les diverses populations ce qui limite la formation de nouvelles espèces. Source Campbell : 491 (2eéd.) — Figure 23.6 Le nouveau visage américain issu du mélange des gènes des différentes races

13 La mutation Fait apparaître les nouveaux gènes Source Facteur très important de l'évolution car fournit les nouveaux gènes, la matière brute de la sélection naturelle. Une mutation germinale (transmise à la génération suivante par un gamète) modifie immédiatement le pool génique de la population. Événement rare et le plus souvent néfaste. Effets quantitatifs plus importants chez les organismes à temps de génération court (bactéries et virus). Effet moins marqué chez les organismes à temps de génération plus long (animaux et végétaux).

14 La sélection naturelle
Augmente la fréquence des meilleurs allèles dans la population (les meilleurs par rapport au milieu) Source Les individus les mieux adaptés à leur environnement se reproduisent plus que les autres et contribuent davantage au patrimoine génétique de la descendance. La fréquence des bons gènes (par rapport au milieu) augmente graduellement dans la population, de génération en génération. La sélection naturelle entraîne l'adaptation d'une population à son milieu.

15 Les accouplements non aléatoires
Modifient la fréquence des génotypes dans la population mais pas celle des allèles. L’endogamie L’homogamie Croisement entre individus du voisinage, donc ayant des liens de parenté. Chez les espèces se dispersant peu, particulièrement dans le règne végétal. Consanguinité des familles royales. Autofécondation des plantes. Croisement entre individus qui se ressemblent pour certains caractères. Répandu chez les animaux. Choisir le plus grand. Choisir le plus beau. L'endogamie et l'homogamie ne sont pas une cause de microévolution puisqu’ils ne modifient pas le pool génique d’une population. Cependant, si certains des individus issus de ces croisements non aléatoires ont plus de chance de s'accoupler que d'autres (par sélection naturelle), il s'ensuivra une modification de la fréquence allélique dans la population descendante et par conséquent, de la microévolution. En conséquence, les accouplements non aléatoires sont un facteur potentiel de microévolution.

16 5. La loi de Hardy-Weinberg
Découverte en 1908. Par Hardy (Anglais) et Weinberg (Allemand), séparément. Prédit que lorsqu'il n'y a pas d'agents évolutifs à l'oeuvre, la population n'évolue pas car la fréquence des allèles ainsi que la fréquence des génotypes (déterminés par ces allèles) demeurent constantes de génération en génération. Wilhelm Weinberg ( ) Source Godfrey Hardy ( )   En conséquence, le brassage des allèles résultant de la méiose et des aléas de la fécondation n'ont pas d'effet sur la composition génétique globale d'une population.

17 6. Démonstration de la loi de Hardy-Weinberg
MISE EN SITUATION Une population mère de fleurs sauvages est constituée de 500 individus : 320 homozygotes rouges (RR), 160 hétéroygotes rouges (Rr) et 20 homozygotes blancs (rr) Campbell : 486 (2eéd.) — Figure 23.3 PATRIMOINE GÉNÉTIQUE DE LA POPULATION PARENTALE La somme des fréquences des allèles est 1 donc, 0.8 R r = 1 Phénotypes Génotypes Nombre de plants (total = 500) Nombre d’allèles dans le pool génique (total = 1 000) P = fréquence de R = 0, q = fréquence de r = 0,2 Fréquence des génotypes dans la population Fréquence des allèles dans la population mère

18 Suite PATRIMOINE GÉNÉTIQUE DE LA POPULATION FILLE Tous les individus de la population mère se reproduisent et font des gamètes. La fréquence des allèles R et r dans les gamètes est la même que celle de la population mère. L’union des gamètes se produit au hasard et tous, ont la même chance d’être fécondés. Gamètes femelles Gamètes mâles La fréquence des génotypes ainsi que celle des allèles «de la population fille» est la même que celles de la population mère. La population n’a pas évolué. Fréquence des génotypes Fréquence des allèles

19 En résumé Lorsqu’il n’y a pas d’agents évolutifs à l’œuvre, une population maintient sa structure génétique de génération en génération. En d’autres mots, les fréquences des allèles et des génotypes de la population se maintiennent de génération en génération. On dit d’une population qui n'évolue pas qu’elle présente l'équilibre d'Hardy- Weinberg. (Équilibre panmictique)

20 p est la fréquence de l'allèle A et q est la fréquence de l'allèle a
7. Généralisation de la loi de Hardy-Weinberg pour une population où deux allèles seulement sont étudiés : A et a p est la fréquence de l'allèle A et q est la fréquence de l'allèle a (p+q) x (p + q) = p2 AA pq Aa q2 aa = 1 Fréquence Fréquence Homozygotes Hétérozygotes Homozygotes des gamètes des gamètes dominants récessifs mâles femelles Fréquence des génotypes de la génération En utilisant cette équation, on peut déterminer la fréquence d’un allèle, d’un génotype ou d’un phénotype dans la population.

21 Application no 1 P = santé p = phénylcétonurie
Un bébé sur souffre de phénylcétonurie au Québec, une maladie récessive (p). Supposons que la population du Québec présente l’équilibre de Hardy-Weinberg ; combien de personnes sont porteuses de la maladie ? P = santé p = phénylcétonurie p2 PP pq Pp q2 pp = 1 Homozygotes dominants Hétérozygotes Homozygotes récessifs La fréquence des homozygotes récessifs est de 1 / = 0, La fréquence du gène récessif q(p) est = √ 0, = 0, La fréquence du gène dominant p(P) est = 1- q(p) = , = 0, Les hétérozygotes 2 pq (Pp) = 2 (0, x 0, ) = 0, Donc 124 personnes sont porteuses de la maladie au Québec

22 Chez le bétail Shorthon, trois génotypes sont possibles :
Application no 2 Chez le bétail Shorthon, trois génotypes sont possibles : RR : animaux rougeâtre RR’ = animaux rouans R’R’ = animaux blancs Une population de Californie contient 324 rougeâtres, 432 rouans et 144 blancs. Supposant qu’elle présente l’équilibre de Hardy-Weinberg, quelle est la fréquence des gènes dans son pool génétique ? R = Rouge R’ = Blanc p2 RR pq RR’ q2 R’R’ = 1 Homozygotes rouges Hétérozygotes Homozygotes blancs On peut utiliser les homozygotes rougeâtres ou blancs pour le calcul mais pas les hétérozygotes rouans qui contiennent les 2 allèles à la fois. Prenons les blancs. La fréquence des animaux blancs = 144 blancs / 900 animaux = 0.16 La fréquence de l’allèle R’ = √ = 0.4 La fréquence de l’allèle R = = 0.6

23 8. Les conditions d’application de la loi d’Hardy-Weinberg
Les individus de la population sont diploïdes. Les individus se reproduisent selon un mode sexué. (Cette loi suppose la rencontre des gamètes.) Les couples se forment au hasard et tous ont la même chance de se reproduire. IL N'Y A PAS D'AGENTS ÉVOLUTIFS À L'ŒUVRE DANS LA POPULATION. Pas de dérive génétique car la population est de grande taille. (Les lois de la probabilité s'appliquent.) Pas de flux génétique. (Pas d'immigration de gènes ou d'émigration de gènes vers d'autres populations qui pourraient changer le pool génique.) Pas de mutations qui feraient apparaître de nouveaux allèles. Pas de sélection naturelle qui pourrait favoriser la transmission de certains allèles à la descendance au détriment des autres.

24 9. L’équilibre d’Hardy-Weinberg n’existe pas mais est utile
Modèle qui n'existe pas dans la nature. Impossible que toutes les conditions nécessaires à l'équilibre d'H-W soient présentes en même temps. Modèle théorique qui permet d'évaluer s'il y a de la microévolution dans une population. On mesure la fréquence des allèles dans la population mère et l’on applique l'équation. Si la structure génétique de la population fille s'écarte de celle prédite par la loi, alors on sait qu'au moins un agent de l'évolution est à l'œuvre. Modèle théorique qui permet de prédire les coûts sociaux des maladies génétiques. Si on connaît le pourcentage d'individus qui présentent une maladie récessive dans une population, on peut évaluer le nombre de transmetteurs sains puis prévoir la probabilité d'apparition de la maladie dans les générations futures. Si celle-ci est grande, on peut décider d'investir dans la recherche ou prévoir des budgets pour soigner les malades.

25 10. Compléments sur la sélection naturelle et sur la variation
La sélection naturelle s'exerce sur le phénotype (l’apparence) S'exerce sur les aptitudes de l'individu (aptitudes à se nourrir, à se défendre, à se reproduire, à …) donc sur le phénotype de l’individu. Comme le phénotype dépend du génotype, la sélection s'exerce indirectement sur le génotype (via le phénotype). ADN (Génotype) ARN Protéine (Phénotype) FOUS DU GALAPAGOS

26 La sélection naturelle agit sur les individus, mais seules les populations évoluent
Les individus sont incapables d’évoluer «génétiquement parlant». Ils ne font que transmettre leurs gènes lorsqu’ils le peuvent. De génération en génération, les caractères déterminés par ces gènes augmentent dans la population qui «évolue». Cas des herbes du pays de Galle qui sont résistantes aux métaux toxiques Campbell : 493 (3eéd.) — Figure 23.2 Une mine est abandonnée ; son sol est contaminé de métaux toxiques. Des graines d’agrostis d’un champ voisin tombent sur les résidus : certaines germent car elles ont des gènes qui les rendent capables de tolérer les métaux, les autres ne germent pas. Année après année, la population de graminées tolérante augmente. La population évolue. Agrostis «résistants» aux métaux toxiques Agrostis «ordinaires»

27 Plus une population montre de variations, plus la sélection naturelle a de chances de s'exercer
Une population ayant beaucoup de variations génétiques a plus de chances de survivre qu’une autre population, moins variée. Pourquoi ? Elle a plus de chance que certains de ses individus possèdent les bons gènes qu’il faut pour faire face à leur environnement. Source

28 La sélection naturelle peut s'inverser
Cas du mélanisme industriel Source Les phalènes claires ont été sélectionnées (éliminées) durant la révolution industrielle et la population est devenue sombre. Éliminées (sélectionnées) Phalènes survivantes Après cette période, la phalène a repris sa forme claire parce que les phalènes sombres ont été sélectionnées (éliminées). Éliminées (sélectionnées) Phalènes survivantes

29 La sélection naturelle favorise les génotypes ayant la plus grande valeur adaptative (ceux qui laissent le plus de descendants) Exemple des fleurs Les fleurs blanches aa sont plus dévorées que les fleurs rouges AA ou Aa et laissent 20% moins de descendants. La valeur adaptative des génotypes AA ou Aa est de 100% ou 1. La valeur adaptative du génotype aa est de 80% ou 0,8. Le coefficient de sélection du génotype aa est de 20% ou 0,2. Coefficient de sélection = coefficient d’élimination.

30 Biotique : compétition
Les facteurs de sélection naturelle sont les facteurs qui interfèrent dans la vie d'un individu : relatifs au milieu physico-chimique (facteurs abiotiques) et relatifs aux vivants (facteurs biotiques) Facteur ? Abiotique : eau Facteur ? Biotique : compétition Campbell : 1286 (2eéd.) — Figure 53.2 Campbell : 1244 (2eéd. ) — Figure 51.21 Balanus, un crustacé, ne s'installe pas au-dessus d’une certaine zone de marée car il ne résiste pas à la dessication prolongée. Ces Fous de Bassan luttent farouchement pour conserver leur petit territoire ce qui leur permet de s'accoupler par la suite.

31 La sélection naturelle ne s’exerce véritablement que sur les variations héréditaires
Les variations héréditaires sont des caractères acquis par les membres d'une population au cours des générations successives pour s'adapter au milieu. Elles sont le résultat de la microévolution par la sélection naturelle et sont présentes dès la naissance. Les variations non héréditaires sont des modifications physiques acquises par un organisme au cours de sa vie pour s'adapter aux conditions locales. Ces adaptations temporaires favorisent la survie de l'individu mais ne sont pas codées de façon spécifique dans le génome. Campbell : 1090 (1eéd.) — Figure 47.7

32 Les trois modes de sélection naturelle
Fréquence des individus dans la population d’origine La sélection stabilisante élimine le deux phénotypes extrêmes. La sélection directionnelle change la moyenne des valeurs du caractère vers un des phénotypes extrêmes. La sélection diversifiante favorise les deux phénotypes extrêmes. Campbell : 505 (3eéd.) — Figure 23.12

33 Sélection ? Sélection ? Exemple des pinsons du Cameroun
Exemple du pinson à bec moyen des îles Galápagos Durant les années sèches, les graines sont rares ; le pinson se tourne vers les grosses graines pour survivre. Les pinsons à gros becs sont favorisés et transmettent leurs gènes. La taille moyenne du bec augmente dans la population. Durant les années pluvieuses, les petites graines sont abondantes et le caractère gros bec n’est plus un avantage. La taille moyenne du bec diminue. Campbell : 498 (2eéd.) — Figure 23.14 Exemple des pinsons du Cameroun Les pinsons à plus petits becs survivent bien en mangeant des graines molles tandis que les pinsons à gros becs survivent bien en mangeant des graines dures qu'ils cassent. Sélection ? Sélection ? Directionnelle Diversifiante Bec plus petit Bec plus grand Campbell : 498 (2eéd.) — Figure 23.13

34 Sélection ? Source Sélection ? Exemple des bébés humains
À la naissance, le poids varie entre 3 et 4 kg. Les bébés trop petits ou trop gros ont plus de chance de mourir. Sélection ? Stabilisante Source Sélection ? Exemple du saumon du Pacifique Les mâles petits et furtifs arrivent à se reproduire ainsi que les mâles gros et batailleur. Diversifiante

35 Facteurs qui diminuent la variation génétique au sein des populations
Facteurs qui augmentent la variation génétique au sein des populations Mutation  nouveaux gènes Recombinaison génétique  enjambements et assortiment indépendant Sélection diversifiante  sélection des phénotypes extrêmes Sélection sexuelle  choix du mâle par la femelle  les allèles correspondant aux caractères choisis deviennent plus répandus au fil des générations Dérive génétique  perte d'allèles par erreur d'échantillonnage Sélection stabilisante  sélection du phénotype moyen Sélection directionnelle  sélection d’un phénotype extrême Facteurs qui maintiennent ou restaurent la variation génétique au sein des populations La diploïdie  soustrait les allèles récessifs à la sélection en la cachant dans les hétérozygotes (maintien des allèles défavorables dans la population) La réserve de variations neutres  variations génétiques qui semblent avoir des effets négligeables sur le plan du succès reproductif (comme les empreintes digitales) Ne confèrent ni avantages ni désavantages. Se perpétuent de façon passive dans les génotypes. Ne sont pas soumises à la sélection naturelle. La fréquence d'un allèle responsable d'une variation neutre peut augmenter ou diminuer du simple fait de la dérive génétique. La variation des caractères "observables" n'est habituellement pas neutre. La majorité des variations moléculaires sont apparemment neutres. On peut détecter les variations moléculaires par des méthodes biochimiques comme l'électrophorèse sur gel.

36 Explications sur la sélection sexuelle
Exemples de variations sexuelles On présume que les caractères pour lesquels sont choisis les mâles sont en corrélation avec un bon état de santé et une résistance aux agents pathogènes. Une expérience pour illustrer le choix du partenaire sexuel en rapport avec la queue de l’hirondelle de grange Campbell, éd. anglaise — 23-16x1 Données préalables : Les mâles ont une queue plus longue que celle des femelles. Expérience : On trafique la queue des mâles : queue raccourcie, queue maintenue, queue allongée Résultat : Plus la queue des mâles est longue, plus vite ils sont choisis par les femelles. Le choix des femelles a donc tendance à faire augmenter la longueur de la queue des mâles. Purves : 463 (dernière éd. fr.) — Figure 20.11 L’heureux élu Le laisser pour contre

37 11. La variation génétique des populations se manifeste, le long d'un grand axe géographique, par un cline La présence de caractères distincts selon la région signe une fréquence allélique modifiée. Causé par la dérive génétique ainsi que par la sélection naturelle qui varie d'une région à l'autre en raison des différences de l'environnement. LE CLINE DU TRÈFLE EUROPÉEN Les plants produisent du cyanure qui les protège des herbivores en leur donnant mauvais goût mais cela les rend plus fragiles au gel. Le trèfle présente donc un cline d'est en ouest. LE CLINE DES ACHILLÉES En haute altitude, la taille des plants est plus petite. Campbell : 493 (2eéd. Française) — Figure 23.8

38 12. La variation génétique des populations se manifeste, à l’échelle locale, par du polymorphisme (polymorphisme local) La présence de variations génétiques entre les membres de la population locale pour un caractère donné se manifeste par des formes différentes pour ce caractère. Cas de polyallélies. POLYMORPHISME DES POISSONS MANGEURS D'ÉCAILLES (lac Tanganyika à l'est de l'Afrique centrale) La sélection naturelle dite dépendant de la fréquence maintient des bouches «droite» et des bouches «gauche». Les poissons attaquent les écailles par la droite ou par la gauche. S’il n’y avait que des poissons qui attaquent à droite, le poisson attaqué s’habituerait et éviterait les attaques. C’est pourquoi la sélection favorise deux types de bouches. Purves : 467 (dernière éd. fr.) — Figure 20.16 POLYMORPHISME DU PINSON DU CAMEROUN Campbell : 498 (2eéd.) — Figure 23.14 La sélection naturelle dite en fonction de l'hétérogénéité du milieu maintient des «gros» becs et des «petits» becs. Les pinsons à plus petits becs mangent des graines molles et les pinsons à gros becs mangent des graines dures qu'ils cassent. La sélection favorise ces deux formes de bec car ainsi les oiseaux ont moins de compétition entre eux et survivent mieux.

39 POLYMORPHISME DES PAPILLONS IMITANT DES PAPILLONS TOXIQUES (en Afrique)
POLYMORPHISME DES SERPENTS-JARRETIÈRES (dans un champ de l’Oregon) (5) espèces toxiques (5) formes du papillon imitateur Campbell : 446 (1eéd. Française) — Figure 21.6 Campbell : 449 (1eéd. Fr.) — Figure 20.10 La sélection naturelle dite en fonction de l'hétérogénéité du milieu maintient quatre colorations différentes chez ces couleuvres. Ces variations favorisent la dispersion des serpents sur les différentes parcelles du territoire sans qu’ils ne se « compétitionnent » puisque chacun est adapté à un environnement un peu différent. Le partage des ressources est plus efficace. La sélection naturelle dite dépendant de la fréquence maintient cinq phénotypes parmi les femelles du papillon imitateur. S’il y avait trop de papillons imitant la même espèce toxique, les oiseaux s’habitueraient au fait que des fois le papillon est bon et d’autres fois il est mauvais. Il prendrait donc la chance de les manger. C’est pourquoi la sélection favorise plusieurs formes chez les papillons imitateurs mais chaque forme est peu nombreuse.

40 FIN Lectures obligatoires et exercices à faire (édition no 3)
Révision du chapitre, p. 510 Retour sur les concepts : 23.1, 23.2, 23.3 et 23.4 (2 à 4) Autoévaluations : 1 à 13 Intégration : 1 et 2