Chapitre 12 : Spéciation

Question 1

Comment faisons-nous pour identifier les espèces?

Answer 1

Il y a 25 définitions différentes du terme “espèce”, différences philosophies et méthodologiques (paléontologistes utilisent fossiles, phylo-généticistes moléculaires utilisent l’ADN)
- Aucune définition ne va réussir à définir tous les taxa.

Question 2

Quels sont les 3 concepts majeur de l’espèce?

Answer 2

1. Concept phylogénétique de l’espèce
2. Concept biologique de l’espèce
3. Concept de lignées d’espèces

Question 3

Qu’est-ce que le concept phylogénétique de l’espèce?

Answer 3

• La plus petite lignée d’une population partageant un ancêtre commun et pouvant être définie par une combinaison unique de traits dérivés.
• Ce sont les feuilles d’un arbre phylogénétique
• Chaque population forme un groupe monophylétique, les populations n’échangent pas de gènes.

Question 4

Qu’est-ce que le concept biologique de l’espèce?

Answer 4

• La plus grande unité de population au sein de laquelle le flux génétique est possible.
• Les individus d’une même espèce sont génétiquement isolés des autres espèces du point de vue reproductif.

Question 5

Quels sont les avantages du concept biologique de l’espèce? (1)

Answer 5

• Focus sur le processus de spéciation (comment les espèces se forment)

Question 6

Quels sont les deux désavantages du concept biologique de l’espèce?

Answer 6

1. Restreinte à la reproduction sexuée, ne fonctionne pas avec les individus qui font de la reproduction asexuée.
2. Pratique seulement dans les cas où nous pouvons déterminer si des populations peuvent se reproduire entre elles.

Question 7

Qu’est-ce que nécessite la spéciation?

Answer 7

Des barrières à la reproduction.

Question 8

Qu’est-ce que la spéciation?

Answer 8

Le processus évolutif par lequel de nouvelles espèces émergent.

Question 9

Qu’est-ce qu’une barrière à la reproduction (ou barrière isolante)? (ex. x6)

Answer 9

Quelque chose qui réduit le flux génique en provenance d’individus d’autres espèces. Peut provenir de ex. : Environnement, comportement, physiologie, morphologie, génétique, écologique.

Question 10

Qu’est-ce qu’une barrière isolante géographique?

Answer 10

Propriété extrinsèques du paysage qui empêchent le flux génétique : allopatrie.

Question 11

Qu’est-ce qu’une barrière isolante reproductive?

Answer 11

Caractéristiques des organismes empêchant les croisement (obstacles efficaces même en sympatrie)

Question 12

Qu’est-ce que l’allopatrie?

Answer 12

Isolement géographique de 2 populations d’une même espèce. Cet isolement géographique se traduit par un isolement reproductif.

Question 13

Qu’est-ce que la sympatrie?

Answer 13

Se produit lorsque deux populations se retrouvent dans la même région géographique.

Question 14

Dans l’exemple des Wapiti et Cerf élaphe qui peuvent se reproduire ensemble lorsqu’ils sont accouplés, mais qui ne le font pas en nature, expliquer selon les concepts de l’espèce, si ils s’agit d’espèces distinctes.

Answer 14

Les individus se reproduisent ensemble et laisse une descendance viable.
- Selon le concept biologique de l’espèce, c’est la même espèce puisqu’elles peuvent se reproduire, le flux génique est possible.
- Selon le concept phylogénétique de l’espèce, ce sont deux espèces différentes puisqu’elles ont divergé il y a 9000 ans et il n’y a pas eu d’échange de gènes entre les deux depuis. Ce sont 2 groupes monophylétiques.

Question 15

Quelles sont les barrières pré-zygotiques avant l’accouplement? (3)

Answer 15

1. Isolation comportementale
2. Isolation écologique (qui comprend : isolation via l’habitat, isolation temporelle, isolation via le pollinisateur)
3. Isolation mécanique

Question 16

Expliquer le concept de phénologie de la reproduction. (ex. des coraux)

Answer 16

La phénologie de la reproduction représente le temps de reproduction comme étant une barrière avant l’accouplement à la reproduction.
ex. 2 espèces de coraux relâchent leurs gamètes à des temps différents, ils ne peuvent donc pas se reproduire ensemble. Le timing de la reproduction est différent pour les espèces, il n’y a pas de flux génique entre les espèces.

Question 17

Expliquer le concept d’isolation via le pollinisateur (ex. des monkeyflowers)

Answer 17

Les deux espèces peuvent se reproduire ensemble et ceci mène à des hybrides viables qui peuvent se reproduire eux aussi.
Cependant, les abeilles ont tendance à polliniser les fleurs à couleurs différentes que les oiseaux mouches.
- C’est une barrière à la reproduction puisque les oiseaux mouches et les abeilles sont fidèles à leur type de fleur donc il n’y a pas de flux génique entre les espèces.

Question 18

Quelles sont les barrières pré-zygotiques, après l’accouplement? (2)

Answer 18

1. Isolation copulatoire
2. Isolation gamétique ou incompatibilité gamétique

Question 19

Expliquer le concept d’incompatibilité gamétique, de quel type de barrière à la reproduction s’agit-il?

Answer 19

• C’est une barrière après l’accouplement, pré-zygotique
• Le sperme ou le pollen d’une espèce ne parvient pas à pénétrer et à fertiliser l’oeuf d’une autre espèce.
  À CAUSE DE :
• Biochimie du sperme et de l’appareil génital féminin sont incompatibles.
• Système immunitaire de la femelle pourrait attaquer le sperme, protéines d’attachement entre sperme et oeuf ne permettent pas l’attachement.

Question 20

Quelles sont les barrières après l’accouplement, post-zygotiques? (4)

Answer 20

Des hybrides sont produits, mais ont une valeur adaptative basse :
- Hybride non-viable
- Hybride stérile
- Hybride écologiquement non-viable
- Hybride stérile d’un point de vue comportemental.

Question 21

Qu’est-ce que l’incompatibilité Bateson-Dobzhansky-Muller (B-M-D)?

Answer 21

Provient d’interactions épistatiques à deux ou plusieurs loci. Certains allèles sont incompatibles ensemble et donc les hybrides auront une aptitude réduite.

Question 22

Qu’est-ce qu’une barrière avant l’accouplement?

Answer 22

Barrières isolantes qui empêchent le flux génique avant que le sperme ou pollen puisse être transféré à une autre espèce. Elles sont prézygotiques.

Question 23

Expliquer l’isolation comportementale.

Answer 23

Différences en comportement qui empêchent les membres de différentes espèces de s’accoupler.

Question 24

Expliquer l’isolation écologique et ses 3 composantes.

Answer 24

Barrières isolantes qui dérivent de l’écologie des différentes espèces.
1. Isolation via l’habitat : les espèces se reproduisent dans des endroits différents.
2. Isolation temporelle : les espèces se reproduisent à des temps différents.
3. Isolation via le pollinisateur : les plantes à fleurs comptent sur différentes espèces pour la pollinisation, ou applique leur pollen sur différentes parties du corps (pas de flux génique)

Question 25

Expliquer l’isolation mécanique.

Answer 25

Structures reproductives qui ne fit pas ensemble mécaniquement (organes génitaux, fleurs)

Question 26

Qu’est-ce qu’un barrière après l’accouplement?

Answer 26

C’est une barrière pré-zygotique isolante qui empêche le flux génique après le transfert du sperme ou pollen, mais qui a lieu avant la fertilisation.

Question 27

Qu’est-ce que l’isolation gamétique?

Answer 27

Les gamètes transférés ne sont pas capable de fertiliser les oeufs.

Question 28

Qu’est-ce que l’isolation copulatoire?

Answer 28

Le comportement des individus durant la copulation est insuffisant pour permettre une fertilisation normale.

Question 29

Qu’est-ce qu’un barrière post-zygotique?

Answer 29

Barrières isolantes qui agissent après que le zygote commence à se développer.

Question 30

Quelles sont les 2 types de barrières post-zygotiques?

Answer 30

1. Intrinsèque : isolation due à des problèmes développementaux qui sont indépendants de l’environnement.
2. Extrinsèque : isolation dépend de l’environnement.

Question 31

Quelles sont les types de barrières post-zygotiques intrinsèques? (2)

Answer 31

1. Hybrides non-viables : les hybrides meurent avant ou tout de suite après la naissance.
2. Hybrides stériles : les hybrides souffrent de problèmes dans leur système reproducteur (physiologique) ou leurs défauts les empêche de trouver un partenaire pour la reproduction (comportement)

Question 32

Quelles sont les 2 types de barrières post-zygotiques extrinsèques?

Answer 32

1. Non-viabilité écologique : Les hybrides se développent normalement, mais ne peuvent pas trouver une niche écologique appropriée.
2. Stérilité comportementale : Les hybrides produisent des gamètes normales, mais ne peuvent obtenir de partenaires.

Question 33

Quels sont les 5 modèles de spéciation?

Answer 33

1. Spéciation allopatrique (renforcement)
2. Spéciation sympatrique
3. Spéciation parapatrique
4. Isolement par la distance
5. Spéciation écologique

Question 34

Qu’est-ce que la spéciation allopatrique?

Answer 34

Une population est séparée en deux et les 2 espèces évoluent individuellement.
ex. Distribution géographique continue, les mutations se propagent à l’ensemble de la population.
- soudainement, une rivière sépare les populations en deux.
- Lorsque séparées les populations évoluent de manière indépendante (les changements en fréquence allélique ne sont pas liés)
- La rivière s’assèche, permettant aux deux sous-populations d’entrer en contact, mais flux génique n’est plus possible entre elles.

Question 35

Qu’est-ce que la spécation sympatrique?

Answer 35

Les espèces se différencient, mais habitent dans le même environnement.
ex. mouches qui se reproduisent sur les bananes et d’autres seulement sur les mangues dans ma cuisine. Elles sont dans le même environnement, mais sont isolées par leur environnement écologique ce qui crée de la spéciation sympatrique écologique.

Question 36

Vrai ou faux: Le renforcement augmente l’isolation reproductive pré-zygotique.

Answer 36

Vrai

Question 37

Qu’est-ce que le renforcement? (4)

Answer 37

• Processus par lequel la sélection naturelle augmente l’isolation.
• Si les hybrides ont une aptitude réduite, alors les individus n’ont pas avantage à s’hybrider.
• Favorise les mécanismes d’isolation pré-zygotique
• L’isolement post-zygotique doit évoluer en allopatrie.

Question 38

Qu’est-ce que requiert la spéciation sympatrique?

Answer 38

Requiert l’accouplement non-aléatoire basé sur des facteurs génétiques ou phénotypiques. (C’est lorsque l’isolement reproductif évolue sans isolation géographique)

Question 39

Expliquer la spéciation sympatrique via l’exemple avec les pommiers et les aubépines. Quel autre type de spéciation agit dans cet exemple?

Answer 39

Les mouches qui ont commencé à se reproduire sur les pommes, ne se reproduisait plus sur les aubépines puisque les pommiers et les aubépines ont des temps de production de fruits différents. Les mouches se sont adaptés à des hôtes différents et ceci a mené à la spéciation sympatrique. L’émergence des mouches après l’hiver coïncide avec la plante hôte.
- C’est également de la spéciation écologique car les mouches s’adaptent à des plantes hôtes différentes entraînant l’isolement reproducteur.

Question 40

Qu’est-ce que la spéciation parapatrique? (ex. de plantes dans talus de déchets miniers)

Answer 40

Barrière géographique ne séparent que partiellement les populations, un certain degré de flux génique est possible.
- Ceci mène au renforcement avec sélection disruptive. Les plantes qui croissent dans différents milieux ont évolué des temps de floraison différents car les espèces hybrides sont défavorisées par la sélection (elles ne sont pas adaptés à ni un ni l’autre des milieux écologiques, les hybrides ne seront jamais capable d’être favorisés par la sélection dans ni un ni l’autre des milieux)

Question 41

Expliquer le concept de l’isolement par la distance.

Answer 41

Les populations ont tendance à se reproduire avec celles qui sont à proximité ce qui provoque une variation à travers la distribution. L’isolation par la distance sera plus élevée chez les espèces qui couvrent moins de distance géographique (moins vagiles)
- Chez les espèces les plus vagiles, la distance génétique augmente très peu puisqu’elle parcourent de longues distances géographiques (ex. lynx)
-Chez les espèces les moins vagiles, la distance génétique augmente rapidement car les espèces parcourent de petites distance géographiques. (ex. mouflons)

Question 42

Qu’est-ce que la spéciation écologique.

Answer 42

La sélection pour différents traits écologiques crée des barrières à la reproduction.
- peut conduire à une isolement pré et post-zygotique
ex. Deux populations de prédateurs se spécialisent sur des proies différentes ou deux populations de plantes s’adaptent à pousser sur des types de sols différents.

Question 43

Comment expliquer la différence entre les ours polaires et les ours bruns?

Answer 43

Par la sélection disruptive sur des phénotypes qui procurent un avantage dans un environnement mais pas dans un autre.
- Changement des fréquences alléliques
- Adaptation locale

Question 44

Comment peut-on utiliser la phylogénie comme évidence pour la spéciation allopatrique? (ex. des crevettes)

Answer 44

Auparavant, les crevettes se promenaient de part et d’autre du Panama, mais l’Amérique du Nord et du Sud se sont rejoint il y a 3 millions d’années et cela n’était plus possible. Cela a mené à la spéciation allopatrique. Pourtant, les espèces étroitement apparentées vivent de part et d’autre du Panama et ces espèces ne peuvent plus se reproduire entre elles, il n’y a plus de flux génique et ceci explique donc qu’il y a eu une spéciation complète.

Question 45

Expliquer comment les îles sont souvent le théâtre d’une spéciation allopatrique. (ex. des grillons)

Answer 45

La première île colonisées a donné lieu à 4 espèces, un événement de migration a mené à un split et une par une les espèces ont colonisé les îles.
- Il y a une base génétique pour le chant du mâle et celui-ci est au même endroit dans le génome que la préférence de la femelle (emballement Fisherien) les deux traits sont corrélés génétiquement.

Question 46

Expliquer pourquoi les ours polaires et les ours bruns sont considérées comme étant la même espèce. (concepts de l’espèce)

Answer 46

Via spéciation écologique et flux génique inter-spécifique.
- Selon le concept phylogénétique et le concept biologique de l’espèce, les ours bruns et polaires sont la même espèce puisqu’elles peuvent se reproduire entre-elles, il y a flux génique des ours polaires aux ours bruns et ils forment un groupe monophylétique.
- Mais, en conservation elles sont quand même considérées comme étant 2 espèces distinctes.

Question 47

À quelle vitesse se fait la spéciation? (ex. drosophile)

Answer 47

Cela prend plusieurs centaines de millions d’années pour que 2 populations de drosophiles deviennent assez isolées pour produire 2 espèces.
- La spéciation complète prend beaucoup de temps puisque la spéciation est seulement complète s’il n’y a plus aucun flux génique entre les espèces.

Question 48

Vrai ou faux : la spéciation peut même avoir lieu en sympatrie.

Answer 48

Vrai. exemple des mouches sur pommiers et aubépines.

Question 49

Vrai ou faux : La spéciation peut apparaître comme une dérivée (byproduct) d’une adaptation écologique divergente - sélection disruptive.

Answer 49

Vrai