Chapitre 4 De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité

 Page 54 à 73 du livre et le plan de travail du chapitre 4

Avant la séance:

activité en amont

 

 

 

 

 

 

I. Le concept d’espèce a évolué au cours de l’histoire de la biologie

Exercice pour comprendre la notion d’espèce  et sa correction

Selon le critère de ressemblance, deux individus sont de la même espèce s’ils se ressemblent. A ce critère correspond une définition typologique de l’espèce : un individu appartient à une espèce s’il ressemble au « type » de cette espèce.

Selon les critères d’interfécondité, deux individus sont de la même espèce s’ils peuvent se reproduire entre eux et avoir une descendance fertile. A ce critère correspond la définition biologique de l’espèce, plus rigoureuse au plan évolutif : une espèce est définie par un isolement reproducteur.

Bien que les deux espèces de Grimpereaux se ressemblent plus que deux individus de l’espèce Buse variable, on peut entendre à quel niveau se situe l’isolement reproducteur en écoutant le chant du Grimpereau des bois et du Grimpereau des jardins.

II. De l’évolution d’une population à l’évolution d’une espèce

A/ Diversification d’une population au cours du temps

Rappels de Seconde

Ex : deux espèces de poissons du même genre : Amphilophus citrinellus et Amphilophus zaliosus

Une population est un ensemble d’individus d’une même espèce mais ne possédant pas les mêmes caractères c’est à dire  les mêmes combinaisons d’allèles pour leurs gènes.

Au sein d’une population il existe donc une diversité génétique correspondant à la fréquence de ces caractères et de ces allèles.

Dans les populations, les fréquences des caractères et des allèles évoluent de génération en génération selon 2 mécanismes :

a) la dérive génétique

Des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.).

La fréquence des allèles dont la présence est sans conséquence sur la fertilité et la survie des individus varie d’une génération à l’autre sous le seul effet du hasard. C’est la dérive génétique.

Lors d’une migration, le hasard joue aussi un rôle dans la modification des populations : les émigrants emportant un échantillon aléatoire des allèles de la population initiale, la fréquence des allèles dans la nouvelle population ne sera pas la même que dans la population de départ. Cette forme particulière de dérive génétique est qualifiée d’effet de fondation.

b) la sélection naturelle

A un instant donné, les individus d’une population ont une survie et une fertilité différentes selon les conditions du milieu (accès aux ressources alimentaires, compétition avec d’autres espèces, etc…). Ceux dont le phénotype est favorisé auront un plus grand nombre de descendants et la fréquence des allèles qu’ils portent augmentera à la génération suivante. C’est le mécanisme de sélection naturelle.

Hasard et sélection naturelle agissent simultanément sur la transformation des populations. Ce sont 2 mécanismes à l’origine de la diversité génétique et phénotypique des populations au cours des générations. On appelle évolution biologique ces modifications des populations.

Schéma bilan expliquant l’évolution d’une population :

schéma bilan modification diversité génétique

B/ De l’évolution des populations à l’évolution des espèces: les mécanismes de spéciation

Au sein d’une même espèce, 2 populations isolées par une barrière géographique ou comportementale ont des échanges génétiques liés à la reproduction sexuée réduits et accumulent des différences génétiques. Au-delà -d’un certain seuil, ces différences peuvent empêcher les individus de deux populations de se reproduire entre eux : il y a alors isolement reproducteur. L’apparition d’une nouvelle espèce à partir d’une (ou deux) autre ancestrale est appelée spéciation.

L’isolement reproducteur entre 2 populations est associé à un isolement génétique : il n’y a plus d’échanges d’allèles entre elles. Chaque population est alors considérée comme une nouvelle espèce, qui continuera à évoluer séparément, sous l’effet du hasard et de la sélection naturelle.

Le processus à l’origine d’une nouvelle espèce, se nomme spéciation.

Schéma expliquant la spéciation.

spéciation espece

 

 

 

 

Schéma bilan :

de la population à l'espèceSchéma bilan à compléter :

tableau bilan

 

 

 

 

 

 

correction de ce tableau

Après la séance:

activité edu

 

 

  • Pour aller plus loin : C’est pas sorcier de Darwin à la génétique

Le coin du professeur

Savoir:

Sous l’effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard, la diversité des populations change au cours des générations. L’évolution est la transformation des populations qui résulte de ces différences de survie et du nombre de descendants.

La diversité du vivant est en partie décrite comme une diversité d’espèces. La définition de l’espèce est délicate et peut reposer sur des critères variés qui permettent d’apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.). Le concept d’espèce s’est modifié au cours de l’histoire de la biologie. Une espèce peut être considérée comme une population d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d’individus identifiée comme constituant une espèce n’est définie que durant un laps de temps fini. On dit qu’une espèce disparaît si l’ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d’être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s’individualise.

Savoir faire:

  • Analyser des exemples de spéciation
  • Analyser une situation de l’évolution de la diversité  des populations au cours du temps
  • Discuter des limites de la notion d’espèce
  • Suivre une démarche scientifique
  • Utiliser des logiciels de simulation pour comprendre l’évolution des espèces

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