L'évolution biologique

Rappels
 
L’évolution est l’ensemble des transformations qui affectent les êtres vivants graduellement et progressivement au cours du temps géologique et qui sont dirigées dans un même sens celui qui favorise la survie et le développement des espèces les plus adaptées à leur milieu.

*La théorie de l’évolution, stipule que tous les êtres vivants ont une origine unique (ancêtre commun) et que les différentes espèces actuelles résultent d’une évolution
*Les donnés paléontologiques montrent que les grands groupes biologiques se succèdent  au cours du temps selon une complexification croissante des structures et des fonctions
 * La phylogénie des vertébrés :  
La phylogénie ou arbre phylogénétique est une représentation qui montre les liens de parenté entre les différents groupes et espèces des êtres vivants et leur évolution au cours du temps

 Problématique

Comment peut-on argumenter les relations de parenté entre les espèces actuelles et passées ?
Comment peut-on établir la phylogénie des espèces ?
Quels sont les mécanismes de l’évolution ?
Comment de nouvelles espèces peuvent-elles apparaître ?

 I/ La phylogénie des espèces.

1-Les donnés de l’anatomie comparée

  squelette de membres antérieurs chez différentes classes de vertébrés  

Comparaison

Conclusion

*ressemblances : les membres antérieurs de différents groupes de vertébrés présentent la même structure et la  même composition  des os (humérus, radis et cubitus) c’est à dire ont le même plan d’organisation d’où on parle d’organes homologues

Cette homologie (similitude) suggère  un lien de parenté entre les vertébrés (même ancêtre commun).

*Différences : au niveau de la taille et la forme des organes puisqu’ils ont des fonctions différentes liées à leurs mode de vie (vol, nage, marche… 

Ces différences suggèrent une évolution de ces espèces à partir du même ancêtre commun

 2-Les arguments de l’embryologie comparée :

  stades embryonnaires des vertébés          

comparaison

Conclusion

Des similitudes dans la forme générale du corps des embryons au 1er stade de développement (des fentes branchiales, cœur…)

Ces ressemblances plaident en faveur d’une origine commune des vertébrés.(ancêtre commun)

. pour les poissons, persistance des fentes branchiales. Pour les autres groupes, il y a disparition des fentes branchiales et des modifications importantes de la forme du corps en passant du stade 1 au stade 3.

Favorise l’idée que ces espèces ont évoluées à partir d’un même ancêtre commun aquatique  et que le groupe de poissons est le groupe le plus primitif.

3-Arguments de la biologie moléculaire 
 
Le document suivant présente 3 stades du développement embryonnaire d’organismes vertébrés.Comparez ces différents stades embryonnaires. Que peut-on déduire ? 

                                                    

a/ Les molécules d’insuline sont formées 51 AA. Seulement les AA en positions 8.9 et 10 qui peuvent changer ; d’où 48 AA sont simultanément identiques  ce qui donne 94.11%de ressemblance.
 Conclusion :
les molécules d’insuline sont homologues (homologie moléculaire). Cette homologie plaide en faveur d’un lien de parenté entre les organismes, donc on suppose qu’il existe une molécule d’insuline ancestrale codée par un gène ancestral existant chez un ancêtre commun.

b/Différences :

Espèces

Différences

position

bœuf - cheval

3

8, 9et 10

bœuf - porc

2

8, 10

porc - cheval 

1

9

 -Les différences entre molécules homologues sont dues à des mutations géniques ayant affecté le gène ancestral.
 -Le nombre de différences, en acides aminées, entre les protéines homologues chez deux espèces donne des renseignements sur leur degré de parenté plus le nombre d’AA différents est élevé, plus l’ancêtre commun de deux espèces est éloigné dans le temps et inversement

  arbre phylogénique de 3 espèces   

II/ les mécanismes de l’évolution

1/ Les mutations
 a/Les mutations géniques 

Une mutation est une modification de la séquence de nucléodides de l'ADN.

Ancienne séquence

Nouvelle séquence

Nom de mutation

ATAGCGTAGC

ATAGCCTAGC

Mutation par substituions

ATAGCGTAGC

ATACGTAGC

Mutation par délitions

ATAGCGTAGC

ATAGACGTAGC

Mutation par additions

La mutation génique a pour conséquence le changement de structure du gène et l’apparition d’allèles nouveaux.la mutation source de la variabilité.
Exemple : la variabilité constatée dans les motifs colorés des ailes du papillon

Exemple 2 : les squelettes des pattes du cheval : montrent une évolution au cours du temps géologique : une réduction du nombre des doigts latéraux tendis que le doigt central s’allonge et devient plus long. Les 1ers équidés sont adaptés au déplacement sur les 5 doigts (adaptés au milieu fermé) au cours du temps il y a modification du mode de déplacements ils sont  adaptés au course = milieu ouvert) les mutations aboutissent à la transformation  de certains organes qui deviennent adaptés à des nouvelles fonctions.

Les mutations et la reproduction sexuée assurent l’apparition, au sein de même espèce, des individus aux génotypes nouveaux et l’apparition des espèces nouvelles 

   

b-Mutations chromosomiques

A/ L’amplification génique
Les mutations ponctuelles ne sont pas les seules modifications des séquences d'ADN.Un gène peut être dupliqué et transposé à un autre endroit du génome, sur même chromosome ou sur un autre chromosome. La conséquence du processus de duplication/transposition est donc qu'un organisme hérite d'un deuxième exemplaire d'un gène, situé à un autre locus: chaque copie subira des mutations ponctuelles indépendamment de l'autre, il se formera ainsi deux gènes différents codant pour deux protéines dont les fonctions pourront être différentes.
Les scientifiques considèrent qu'une similitude entre deux protéines (même AA situé à la même position) supérieure à 20% ne peut être due au hasard mais indique une parenté. Ces similitudes sont le résultat d'une ou de plusieurs duplications et transpositions d'un gène ancestral, suivi de mutations ponctuelles indépendantes.donc on parle de la famille multigènique.(par exemple les gènes codant pour les différents chaînes de globine). 

donc il y a diversification de l’information génétique par la création de nouveaux gènes à partir de gènes préexistants : c’est l’amplification génique

amplification génique                       amplification génique

B/ Les modifications du caryotype

Les fusions chromosomiques et la multiplication du nombre de chromosomes assurent l’apparition de nouveaux caryotypes, ces individus de nouveaux caryotypes se seraient isolés reproductivement des autres membres de l’espèce et auraient été à l’origine d’espèces nouvelles

  remaniement(fusion) chromosomiques

2/ La sélection naturelle 

Exemple : la phalène de bouleau 
La phalène de bouleau est un paillon nocturne. Ses couleurs variées vont de blanc (typica) au noir (carbonaria), au sein d'une même population, les variations sont d' origine génétique. il vit en ville dans les parcs,les jardins et les avenues bordés des arbres.Placés sur des chênes couverts de lichen, les formes claires sont mieux camouflées que les formes sombres vis à vis des oiseaux prédateurs. Dans les banlieues industrielles, les lichens disparaissent des arbres par l'effet de pollution, les papillons de couleur sombre sont alors mieux camouflés que les papillons à ailes claires. la conséquence est une prédominance des formes sombres. On par de mélanisme industrustriel,mais il faut bien remarquer que la pollution qui tue les lichens ne modifie pas la couleur des papillons.


   phalène carbonaria et phalène typica posées sur un arbre avec lichens

Les papillons porteurs la mutation "sombre" sont mieux camouflés dans des régions polluées, échappent plus fréquemment à leurs prédateurs.leur contribution à la formation de la génération est proportionnellement plus importante et c'est ainsi que la fréquence des allèles qu'ils possèdent augmente dans la population. Les formes "sombres" deviennent rapidement majoritaires par rapport aux formes "claires".
donc la sélection naturelle favorise certains individus à transmettre certaines mutations. on dit que la nature oriente l'évolution vers les phénotypes les mieux adaptés.

 

III La spéciation

 -L'espèce : c'est un groupe de population naturelle à l'intérieur du quel les individus sont capables de se croiser entre entre eux. 

- La spéciation : c'est l'ensemble des processus qui aboutissent à la naissance de deux ou plusieurs espèces à partir d'une espèce mère.
-Modalité de la spéciation :
*L'isolement reproductif par isolement géographique (spéciation allopatrique) :
    -- des populations d'une espèce se trouvent séparées géographiquement
    -- ces populations isolées accumulent des mutations(génétiques ou/et chromosomiques)
    -- La sélection naturelle assure à chaque génération le tri de génotypes les plus adaptés au milieu de vie
    -- si la divergence génétique provoque l'installation de barrières reproductives, on dit que la spéciation est achevée et qu'il y a formation de nouvelles espèces.

* L'isolement reproductif peut aussi se produire chez des populations occupant le même terretoire(milieu) : spéciation sympatrique (exemple : les changements de  ploïdie, un tétraploïde qui apparaît dans une population diploïde, par exemple) ...

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Commentaires (9)

1. rim 17/12/2013

pourquoi tu n'as pas rédiger l'exemple de pinsons de Darwin dans la spéciation

2. zayeti sabrine 19/02/2013

mercii c'vraiment un cour bien rédigé

3. BEN MANSOUR 20/12/2012

s il est possible de m envoye ce docuement

4. khouloud saidani 27/01/2012

merci a votre lesson; yesir ta7founa w wath7a

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