Notes de cours
Cours magistral effectué
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- Lille I (UL1)
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Planète Terre et enveloppe fluideUn contrôle continu avec travail à rendre en Cladistique pour le 19 mars 2021
→ Rapport 5 pages max → proposition d'une activité afin de résoudre les
relations de parenté d'un groupe d'organismes → travail de TD → nom.
prénom. SVT S4 2021.PDF → travail individuel
Modalités et mécanismes de l’évolution - Apport de la Paléontologie
A partir d'une analyse cladistique → cladogramme
Topologie du cladogramme → renseigne sur les relations entre les taxons
Mais la topologie ne dit rien sur les rythmes et les modalité de l'évolution
Donc on ne sait pas si évolution est lente ou rapide, si linéaire ou
bouissonnante, si continue ou irrégulière
I- Échelle de l’évolution: microévolution vs macroévolution
Grâce à la paléontologie, ce qu'on essaye de faire:
→ Paléontologue maîtrise le facteur temps, la maitrise des facteur temps
permet plusieurs choses:
→ interpréter l'évolution des taxons
→ interpréter l'évolution des caractères
→ calculer et interpréter des taux d'évolution (avec évolution graduelle
par exemple)
→ on distingue les différents niveaux évolutifs: macroévolution ou
microévolution
Ce qui nous intéresse c la variabilité de la morphologie. Pour certains
paléontologue:
→ variation individuelle résultant de petites mutations (souvent sans csq)
→ accumulation des petites mutations induisant à terme la transformation
progressive d'une espèce en une autre puis l'évolution des lignées
→ ce qui se passe à l'échelle des individu (variation individuelle) explique ce
qui ce passe à l'échelle des lignées et des clades → pas besoin de préciser
d'autre processus
Pour d'autres paléontologue → on a une distinction:
→ microévolution traitant des processus conduisant à l'émergence des
espèces → modification du génome au sein d'une population
→ macroévolution concernant les phénomènes au-delà du processus de
spéciation → phénomènes ne s'expliquant pas seulement par les théories
micro-évolutives sous-jacentes
Donc:
micro-évolution → on travaille à l'échelle des populations, elle relève de la
génétique ou de l'écologie évolutive
macroévolution → on travaille à l'échelle des clades, elle relève de la
paléontologie via les changements observés dans les fossiles, apparition de
nouveaux organes, plans de structures, apparition des genres, famille, ordres
par exemple
II- Spéciation
,L'évolution biologique → Entre ancienne et nouvelle espèce, on a des
changements observable à l'échelle de morphologique, écologique,
éthologiques (=étude du comportement)...
Ces changements sont à la base de la profusion des espèces depuis l'origine
de la sur Terre
Il y a un rôle fondamentale dans les mécanismes de différenciation → du
processus de spéciation dans l'évolution et ceci à toutes les échelles (plans
d'organisation: mollusque, échinoderme, vertébré...)
L'évolution pouvant être ramenée à une somme, à une accumulation de
spéciations
A- Émergence d'une espèce: un phénomène rapide ?
Ceci dépend de l'échelle. Il faut savoir la durée de spéciation ?
→ Très difficile de répondre à une telle question
° Il faut être capable de déterminer l'origine et la fin du processus
° Observation de la nature actuelle n'offrant pas suffisamment de recul
° Données paléontologiques (séries fossiles) pas assez précises pour
accéder à ce niveau de détail
→ Animaux métazoaires (oiseaux, poisson, insectes) → ordre de grandeurs
pour la durée de processus de spéciation oscillant entre 1000 et 100 000 ans
B- Émergence d'une espèce: un phénomène rare ?
Depuis 3,8 Ga, il y a eu des millions d'espèce et espèces nombreuses.
Mais, si on rapporte la durée de spéciation à l'histoire de la vie → espèces sont
nettement moins nombreuses → spéciations réussies rares
Si une espèce est confrontée à un changement environnemental → espèce
cherche d'abord à se déplaces, à modifier son aire
Si l'espèce ne peut pas se déplacer (barrière infranchissable) → extinction sauf
si des circonstances particulières permettent l'émergence d'une nouvelle
espèce ayant un avenir biologique
C- Modalité de spéciation
Pour obtenir une telle spéciation, il faut une émergence de l'espèce → il faut
un isolement reproducteur instauré entre les populations auparavant
interfécondes (ex: montagne). Il faut un isolement reproducteur qui va
conduire à interrompre le flux génique → schéma 1 → présente les modialité
de spéciations:
→ a → spéciation allopatrique par fragmentation de l'aire de distribution et
isolement d'une population périphérique donnant naissance à une nouvelle
espèces
→ b → spéciation parapatrique par interruption des échanges entres sous-
ensembles contigus de l’espèce initiale
→ c → spéciation sympatrique par isolement reproducteur d'une sous-
ensemble inclus dans l'aire de distribution initiale
1- Spéciation allopatrique (dimension géographique)
La mise en place d'une barrière dans l'aire de répartition de l'espèce. Elle
peut conduire à 3 modèles:
, → Modèle en haltère → fractionnement d'une aire en 2 blocs de grande
dimensions → chaque sous-ensemble dispose d'une grande partie du
patrimoine génétique de l'espèce initiale
→ Vicariance → fractionnement d'une aire en + de 2 blocs de grandes
dimensions → chaque sous-ensemble dispose d'une grande partie du
patrimoine génétique de l'espèce initiale. Modèle rare (événement géologique
majeur)
→ Modèle péripatrique → fractionnement d'une aire en 2 blocs inégaux →
isolement d'une petite population en marge de l'aire de l'espèce initiale →
population périphérique disposant seulement d'une petite partie du
patrimoine génétique de l'espèce initiale. Modèle fréquent
→ exemple → schéma 2
Au temps t1 → une seule espèce de lemming cantonnée au Sud par l'avancée
de la calotte glaciaire
Au temps t2 → séparation des lemmings par la baies d'Hudson
→ émergence de 2 espèces distinctes
→ processus de fractionnement en 2 vastes sous-ensembles →
modèle en «haltères»
2- Spéciations parapatriques (dimension géographique)
Les populations avec des aires de distributions jointives voire légèrement
chevauchantes. On n'a pas de barrière physique entre les aires de répartition?
Généralement avec une zone d'hybridation à la frontière des aires. On aura
des espèces avec une aires de répartition étendue → spatialement structurée
en populations → populations partagent une partie seulement du patrimoine
génétique. Les populations les plus éloignées souvent les plus différentes.
On a un isolement qui se fait le long d'un gradient spatiale → c'est isolement
par distance
3- Spéciation sympatrique (dimension écologique, éthologique)
Les populations occupant la même aire géographique. Les individus sont
capables de se rencontrer au cours du processus de spéciations. Cet isolement
reproducteur est dû à des facteurs écologique ou éthologique.
Par exemple: On peut faire intervenir des décalages dans le temps dans la
période de maturité sexuelle ou décalages temporels dans la reconnaissance
des partenaires sexuels.
→ Ceci peut conduire à une différenciation d'après des dates de pontes
différentes (rupture éthologique)
→ Ceci peut conduire à une différenciation d'après une exploitation de
nouvelles ressources dans la même zone géographique (rupture écologique)?
On peut prendre l'exemple de a mouche Rhagoletis: schéma 3
→ Aubépine pousse partout en Amérique du Nord et produit un fruit (cenelle)
consommé par la larve de cette mouche. En 1864, les agriculteiur qiui avait
des pommiers découvrent une larve inconnue se nourrissant de pommes. Avec
les années une population de mouches de l'aubépine qui s'est différencié
progressivement, privilégiant le fruit de la pomme plutôt que celui de
l'aubépine.
→ donc 2 types de mouches: mouche du pommier et mouche de l'aubépine.
→ présence d'un décalage de 2 mois entre les cycles des 2 types de mouches
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