Cours 5- L'évolution et la spéciation

Question 1

Qu’est-ce que l’évolution?

Answer 1

un changement irréversible dans la composition génétique d’une population d’une espèce.

-Ces modifications dans la génétique d’une population résultent de mécanismes, telle la sélection naturelle, déclenchés en réponse à des conditions environnementales favorisant ou requérant des adaptations pour faciliter ou assurer la survie d’une population ( preuve de l’évolution)

Question 2

Comment s’effectue la transmission de caractères génétiques ( gènes)?

Answer 2

par la reproduction ou par la division cellulaire

• un gène présent dans une cellule “ mère” peut alors se passer à une cellule “fille”
  -S’il y a apparition d’un nouveau gène ou d’une variante d’un gène existant chez un individu et à l’ensemble de la population
  -Les principes de la génétique ont été découverts au 19e siècle par Gregor Mendel, grâce à des expériences portant sur la reproduction des plantes (génétiques mendélienne)

Question 3

Qu’est-ce que qui mène à l’évolution? et qu’est-ce que ça peut permet?

Answer 3

les adaptations à différentes conditions environnementales

= permet améliorer la survie ou le succès de reproduction d’une espèce et s’expriment par l’acquisition de nouvelles caractéristiques morphologiques ou comportementales chez une lignée évolutive

Question 4

Qu’est-ce qu’une lignée évolution?

Answer 4

l’ensemble des espèces qui décrivent d’un ancêtre commun

Question 5

Est-il possible que des lignées évolutives acquièrent des caractéristiques morphologiques ou comportementales similaires?

Answer 5

Oui!
ex: les oiseaux et les chauves-souris ont acquis la capacité de voler ou encore les baleines ( mammifères) et les requins ( poissons) ont développé des adaptations leur permettant de vive dans les océans : CONVERGENCE ÉVOLUTIVE

Question 6

Qu’est-ce que la convergence évolutive? (définition)

Answer 6

des espèces génétiquement très différentes, mais qui néanmoins présentent des caractéristiques semblables parce qu’elles sont soumises à des contraintes environnementales similaires

ex: Taupe dorée en Afrique et la taupe européenne

Question 7

Explique le cas des taupes dorées en Afrique et la taupe européenne

Answer 7

• ces 2 espèces possèdent des ressemblances fonctionnelles flagrantes : vie, vision, pas d’oreille, pattes, nourriture….mais génétiquement très éloignée

-Il y a des millions d’années, des populations distinctes de l’ancêtre commun de l’éléphant et de la taupe dorée ont développé des adaptations différentes pour répondre aux contraintes environnementales auxquelles elles faisaient face. Ces adaptations, inscrites dans le génome des individus, se sont transmises d’une génération à l’autre.

Au fil du temps, des changements répétés dans la génétique d’une population peuvent faciliter son éloignement génétique par rapport au reste de l’espèce et mener à l’apparition d’une nouvelle espèces

Question 8

Qu’est-ce que la spéciation? ( définition)

Answer 8

processus biologique menant à l’apparition de nouvelles espèces et résulte de l’évolution

= les changements irréversibles dans la composition génétique d’une population, caractérisant l’évolution, s’effectuent selon différents processus en fonction du degré d’isolement de cette population face au reste de l’espèce…

Question 9

Qu’est-ce qu’une espèce?

Answer 9

Lomolino et al. : si l’aire de répartition d’une espèce est l’unité fondamentale de la biogéographie, quels critères doive être utilisés pour différencier les espèces les unes des autres? plusieurs définitions sur la définition d’espèèce

Question 10

Quels sont les 2 “types” d’espèces?

Answer 10

1) Espèces biologique
2) espèces évolutive

Question 11

Qu’est-ce qu’une espèce biologique? (définition)

Answer 11

groupe de populations naturelles pouvant se reproduire entre elles, mais qui ne peuvent se reproduire avec d’autres groupes

Question 12

Qu’est-ce qu’une espèce évolutive? ( définition)

Answer 12

espèce en tant qu’entité composée d’organismes qui maintiennent leur identité par rapport à d’autres entités à travers le temps et qui a sa propre trajectoire et ses tendances évolutives

Question 13

Comment les nouvelles espèces se forment-elles?

Answer 13

Différentes processus et mécanismes sont à l’oeuvre pour permettre la fonction de nouvelles espèces, autant pour des populations non isolées que pour des populations partiellement ou complètement isolées

Question 14

l’apparition de nouvelles espèces s’effectuent selon 3 grands processus: lesquels

Answer 14

1) cladogénèse
2)par spéciation réticulée
3)par anagénèse

Question 15

Qu’est-ce que la cladogénèse? (définition)

Answer 15

processus de spéciation le plus commun et consiste en l’apparition des nouvelles espèces par la séparation d’une lignée ancestrale.

= on part d’une espèce qui donne naissance à une autre espèce au cours du temps!

Elle résulte en la création de clades par une série d’embranchements dans l’arbre phylogénétique d’où émergent les différentes espèces

Question 16

Qu’est-ce qu’un clade?

Answer 16

groupe d’être vivant composé d’un organisme et de tous ses descendants

–> on voit que des populations se sont isolées les unes des autres en s’adaptant à des conditions et naissance au cours du temps à d’autres espèces

Question 17

Comment s’effectue la cladogenèse? ( quand / pourquoi)

Answer 17

la cladogénèse s’effectue lorsque des populations d’une même espèce, pour différentes raisons environnementales, acquièrent des caractéristiques distinctes qui, à long terme, mènent à leur isolement reproductif

Question 18

Donne un exemple de cladogénèse

Answer 18

Des populations d’une espèce végétale pourraient être soumises à des climats différents modifiant ainsi leur phénologie ( date floraison) et empêchant se se reproduire avec une autre population à long terme. La reproduction et les échanges génétiques entre les 2 seraient nuls et elles évolueraient indépendamment de l’autre

Question 19

Quelles sont les étapes de la cladogénèse? (4)

Answer 19

1- -phénologiquement distincts
2-peu ou pas d’échanges génétiques
3-écologiquement distincts
4-isolement reproductif = nouvelles espèces

Question 20

Qu’est-ce que la spéciation réticulée?

Answer 20

processus menant à l’apparition de nouvelles espèces par l’acquisition de caractères provenant de 2 espèces distinctes qui se reproduisent ( hybridation)

ex1 : fleurs. Dans les jardins, les 2 espèces de fleurs se reproduisent entre elles parfois avec l’autre = nouvelle espèce

ex2: Homo sapiens et homo…

Question 21

Qu’est-ce que l’anagénèse? (définition)
*Spéciation phylétique

Answer 21

processus de spéciation rare, car il est très lent. Il consiste en l’évolution graduelle d’une espèce en une autre, sans embranchement dans la lignée évolutive

= Au cours du temps, l’espèce “parente” s’éteint alors que l’espèce fille apparaît. Il s’agit d’un processus difficile à observer, car il s’effectue à long terme

*il reste juste les fossiles

ex: Horneri et Torosus
- même positionnement os, position membres et 2 séquences stratigraphique…

= utilisation des mêmes niches écologiques = remplacement…

Question 22

Qu’est-ce que les mécanismes évolutifs expliquent?

Answer 22

comment des populations divergentes génétiquement peuvent mener à de nouvelles espèces

Question 23

Quels sont les 4 mécanismes évolutifs

Answer 23

1- mutations génétiques
2-sélection naturelles
3-dérive naturelle
4-flux génétiques

Question 24

Que sont les mutations génétiques?

Answer 24

Elles résultent de :
-délétion
-substitution
-insertion ou inversion
de nucléotides dans l’ADN d’un organisme

Question 25

Comment se font les mutations? ( adn)

Answer 25

les gènes dans l'ADN, composés d'acides aminés, subissent des mutations lorsque la suite d'acides aminés, formé de 3 nucléotides, change. Ces gènes peuvent ensuite s'exprimer dans l'organisme ou se transférer au prochain lors de la reproduction sexuée et même d'une espèce à l'autre = transfert de gènes d'une espèce à l'autre ( ex. par virus)

Question 26

Qu'est-ce que l'endosymbiose?

Answer 26

un mode de transfert génétique où une cellule en absorbe une autre et intègre ses fonctions dans son organisme c'est ce phénomène qui est à l'origine des chloroplastes dans les cellules végétales, organite où s'effectuent la photosynthèse Les chloroplastes seraient ainsi des vestiges de cyanobactéries, intégérées dans une cellule eukaryote.

Question 27

Qu'est-ce que la sélection naturelle?

Answer 27

Un changement dans une population qui se produit parce que des individus développent un avantage de survie ou une avantage reproductif grâce à un trait génétique particulier Ce dernier sera ensuite passé d'une génération à l'autre, tandis que les individus n'ayant pas ce trait seront désavantagés : ils survivront moins biens, se reproduiront moins ou leur progénitures sera désavantagées

Question 28

La sélection naturelle est le principal mécanisme de différenciation génétique et repose sur 3 principes : lesquels?

Answer 28

1- la continuité héréditaire = explique que la génétique d'un enfant est semblable à celle de ses parents : les gènes se passe d'une génération à l'autre 2- Les variations héréditaires = bien que les enfants ressemblent à leurs parents, ils ne sont pas des clones et leur génétique est différente 3-La compétition = comme les ressources sont limitées, il y a compétition entre les individus: ceux qui sont avantagés survivront *un trait n'apparait pas pour répondre à un besoin. Une variation génétique apparait et se transmet si elle est avantageuse. Au cours du temps, il y a eu tellement de variations génétiques, mais seules celles AVANTAGEUSES ont perduré. Inversement, celles non -avantageuses ont mené à la disparition des individus/ espèces

Question 29

Qu'est-ce que dérive génétique ?

Answer 29

Un changement qui s'effectue dans une population isolée où les échanges avec les autres populations sont très rares --> On assiste à une dérive génétique entre autres lorsque le nombre d'individus dans la population diminue et que le bassin de gènes est réduit. On se retrouve donc avec une population où la diversité génétique est faible, réduisant sa résilience et sa capacité d'adaptation aux bouleversements

Question 30

Dérive génétique: qu'est-ce que l'effet d'entonnoir?

Answer 30

Une forme de dérive génétique où la taille d'une population est drastiquement réduite, mais où certains individus survivent. Les générations suivantes étant issues d'une poignées d'individus survivants, leur génétique sera moins diversifiée qu'avant

Question 31

Dérive génétique : exemple?

Answer 31

éléphant de mer du nord à Baja California a été tellement chassé que sa population s'est réduite à 20. Aujourd'hui, 30 000 mais leur génétique est pauvre comparativement à ceux du sud... ou population Ile en Micronésie : typhon et tous sont presque morts = chef est porteur du gène ( daltonien) et tous les autres aussi...

Question 32

Que sont les flux génétiques?

Answer 32

échange de gènes entre 2 ou + populations d'une même espèce = il s'oppose à la dérive génétique et à la sélection naturelle, parce qu'elle tend à homogénéiser le paysage génétique de ces populations

Question 33

Flux génétique : convergence ou divergence génétique?

Answer 33

On parle de convergence génétique

Question 34

Est-ce que toutes les espèces vont mourir/ s'éteindre?

Answer 34

Oui! C'est un fait= toutes les espèces vont mourir et s'éteindre L'individu va naître, grandir, acquérir des capacités, développer des capacités et à un moment, il va disparaître

Question 35

Comment se déroule la génétique mendélienne?

Answer 35

Les gènes se passent par les allèles. Allèles : -version d'un gène responsable des différences entre les individus -1 paire de chromosomes = 2 allèles et ils peuvent être - identidiques - différents : dominants vs récessif - différents et codominants : les 2 s'expriment - les gènes, on les reçoit et on les donne

Question 36

Simplement dit, qu'est-ce que la convergence évolutive ?

Answer 36

On va avoir 2 espèces, organismes qui sont séparés génétiquement qu'on retrouve dans des endroits séparés sur la planète, mais quand on les observe, ils ont des ressemblances

Question 37

Convergence évolutive : loup de Tasmanie vs les loups gris

Answer 37

Ils se ressemblent morphologiquement, ils ont des caractéristiques communes : crânes, dentition...ça laisse penser qe ce sont des espèces similaires... Cependant, le thylacine est un marsupial, ,mais les 2 espèces ont évoluée de manière similaires à cause des stresseurs, conditions et dans les communautés = ils ont développés des adaptations pour des conditions semblabes = après des centaines de millions d'années = similitudes pour vivre dans les conditions Mêmes s'ils se ressemblent et ont évolués dans des conditions similaires, ils ne sont pas du tout appareillées ...

Question 38

En 3-4 mot, qu'est-ce que la spéciation?

Answer 38

C'est ce qui permet l'apparition d'une espèce

Question 39

Avant tout, qu'est-ce qu'une espèce?

Answer 39

Plusieurs définitions!

Question 40

Qu'est-ce que le transfert génétique horizontal?

Answer 40

arbre phylogénétique = espèces qui vont évoluer par embranchement mais on se rend compte que certains processus ne font pas d'embranchement ( arbres), alors un réseau réticulé *** Huson et Bryant ( 2005) = les gènes vont circuler horizontalement = Doolittle (1999) explique l'évolution des gènes = présence d'organites à l'intérieur d'une cellule ( mitochondrie), car elle l'a avalée et utile donc intégration au matériel génétique

Question 41

L'humain comme facteur évolutif... donne 2 exemples

Answer 41

ex 1 : papillon poivré. Parfois blanc et parfois noir selon les gènes. 250 ans, machine à vapeur, charbon et polution. Le charbon se dépose sur les boulots. Une fois que le substrat est taché, le papillon blanc est plus visible et il se fait manger. Aujourd'hui, plus de papillon noir, car la population ayant le gène blanc s'est faite manger = dérive génétique ex2 : population différentes de la même espèce : 2 couleurs de grenouille : grenouille arboricole de l'est. Verte vs Noire. La grenouille noire est une population vivant à Tchernobyl : radiation : adaptation à des rayons ionisants ( couleur peau). Ces rayons ont favorisé la création de mélanine: + de mélanine permet à la peau de se protéger des rayons uv/ ionisant.. avoir la peau noire les protèges leur peau. ex 3: Mutualisme = humain et loup = des loups se sont ada^tés aux groupes humains = domestication du loup a donné naissance aux chiens... loup domestiqué change comportement = isole population = - échanges génétique = flux génétique

Question 42

Qu'est-ce que l'épigénétique?

Answer 42

Étude des espèces crée par l'expression d'un gène latent ( et non par mutation) dont on n'en voit pas les conséquences --> expression des gènes Paul Kammerer = crapaud lié à un mode de vie terrestre. POurquoi ils se reprouisent sur terre s'ils sont adaptés à vivre dans l'eau. Le mâle a de la difficulté, mais au fil du temps, il développe des ventouses *** le gène des ventouses est là, mais il n'était juste pas exprimé, car les conditions environnementales optimales pour ce gène là n'étaient pas là. Sur terre, il n'en avait pas besoin...

Question 43

Qu'est-ce que l'horloge moléculaire?

Answer 43

permet de déterminer combien de temps qu'un gène particulier a évolué chez 2 espèces --> les gènes sont en constantes mutation et à chaque fois qu'une cellule se reproduit/ se divise ( dédoublement) = mutations génétiques : petites erreurs = mais ça prend bcp dans l'ADN pour voir un changement ex: gènes texture de poil Horloge moléculaire = on prend 2 espèces, on choisit un gène et on l'isole. On compte la différenciation entre les suites d'acides aminés. On peut remonter dans le temps, car la vitesse de mutation se fait toujours au même rythme = on voit depuis combien de temps elles ont divergé l'une de l'autre

Question 44

Quelle est l'espèce mammifère toujours vivante aujourd'hui qui s'est détachée de toutes les autres espèces ?

Answer 44

Ornithorynque organisme qui possède des caractéristiques de plusieurs animaux * la lignée indépendante la + vieille =et comme il a évolué dans des conditions constantes = +/- évolution

Question 45

Est-ce que les populations qui se situent en périphérie de l'aire de répartition d'une espèce créent constamment de nouvelles espèces?

Answer 45

Non s'il y a la circulation de gène entre les populations. Oui si les populations sont isolées, l'adaptation à une condition environnementale mène nécessairement la perte d'habiletés à bien faire dans un autre environnement. on est limité dans nos gènes. Si je gagne la capacité de bien m'adapter dans le froid, alors je perds la capacité d'ailleurs : c'est pas si grâce s'il y a encore des échanges entre les populations

Question 46

Quels sont les principaux types de spéciations ? (3)

Answer 46

1- spéciation allopatrique 2-spéciation parapatrique 3-spéciation sympatrique

Question 47

Comment se fait la spéciation allopatrique?

Answer 47

par isolement géographique

Question 48

Spéciation allopatrique: quels sont les 2 types de spéciation

Answer 48

a) Spéciation par vicariance b) spéciation par effet fondateur

Question 49

Comment se fait la spéciation parapatrique?

Answer 49

quand 2 populations d'une même espèce sont isolées, mais se chevauchent un peu dans leur environnement

Question 50

Comment se fait la spéciation sympatrique ?

Answer 50

Quand des individus d'une même espèce vont encore vivre ensemble, mais isolement de quelques individus pour une raison X

Question 51

Qu'est-ce que la spéciation allopatrique?

Answer 51

Spéciation géographique : la distance entre 2 population vont faire qu'elles sont isolées et qu'une nouvelle espèce naîtra.

Question 52

Qu'est-ce que la spéciation par vicariance? (définition + exemple)

Answer 52

Elle se fait à cause d'une nouvelle barrière géographique ( glaciation, hausse niveau marin, géomorphologie) Ex: un glacier va venir limiter la dispersion et le contact ou de l'eau qui vient couper une terre en 2 : tu auras 2 iles. exemple : oiseau/ pic bois. On le retrouve un peu partout en Amérique Centrale. Elles ont tous le même ancêtre qui était dispersé partout en Amérique du Sud. Mais Fermeture de lisme du Panama. Connexion entre les terres, mais surtout création chaine de montagnes : cordillères des Andes = mène à isolement des populations d’une part et d’autres. Au départ, 1 espèce largement répandue. Il y a 3,6 millions d’années : apparition d’une seconde espèce, car celle initiale est séparée en 2. Elles sont 2 trajectoires évolutives différentes. La chaine de montagne augmente fortement l’altitude! Ces espèces ne sont pas adaptées pour traverser cette chaine : évolution + adaptation = alors différenciation et diversification des espèces. Certaines espèces gagnent la capacité de traverser la chaîne. Elles sont complètement différentes de la population initiale. Nouvelles conditions environnementales : nouvelles niches écologiques et c’est à ce moment qu’il y a spéciation ( T°, humidité, altitude)

Question 53

Qu'est-ce que la spéciation par effet fondateur?

Answer 53

Dispersion par saut alors des individus d'une espèces s'installent à un nouvel endroit, ils le colonisent sans avoir de liens avec l'espèce mère de cet endroit exemple : à la suite de la dispersion par saut. Quelques individus d’une même espèce évolue de manière isolée des autres espèces. Pinçons de Darwin. Il y a des espèces de pinçons qui ne se ressemblent pas d’une île à l’autre. Il y a différentes espèces de pinçons adaptées à des conditions particulières à chacune des iles. Ils ont tous un ancêtre commun, mais chaque espèce s’est évoluée de manière différentes selon les conditions environnementales; sur chaque ile : 15 espèces différentes. Nouvelels niches écologiques et les espèces se sont adaptées

Question 54

Qu'est-ce que la séciation parapatrique et sympatrique?

Answer 54

- plus complexe, car la spéciation se fait quand la population initiale se chevauche dans l'espace. Même si je continue à être avec mes amis de mon espèce, il y aura quand même des changements Parapatrique : zone réduite sympatrique: chevauchement d'une grande zone

Question 55

Pourquoi est-il difficile à démontrer ( parapatrique et sympatrique)T

Answer 55

- ne veut pas dire que parce que 2 espèces se chevauchement présentement qu'elles se chevauchaient au moment de la spéciation - 2 espèces peuvent être sympatriques à l'échelle globale, mais être séparée géographiquement à l'échelle locale - espèces peuvent être difficiles à identifier

Question 56

Quels sont les 2 mécanismes dans la spéciation sympatrique?

Answer 56

1- Sélection disruptive 2-Changements chromosomiques

Question 57

Qu'est-ce que la sélection disruptive?

Answer 57

Différents éléments d'une population s'adaptent à des niches différentes au sein du même environnement

Question 58

Donne un exemple de sélection disruptive

Answer 58

Mouches de la pomme pomme vs cenelles : mécanismes qui vont mener. Individus d’une même population qui vont évoluer dans un même environnement. Elle va pondre ses œufs sur des pommes, vont se nourrir et après elle va vivre sa vie de mouche et répondre sur le même arbre à pommes. Rencontre : une mouche de cenelle qui est venu pondre ses œufs sur les pommes et un homme est venu féconder les œufs sur la pomme : alors mouches qui se sont adaptées avec d’autres types d’arbres. Aujourd’hui : 2 espèces différentes! Parapatrie : 2 individus se sont mêlées et 2 nouvelles espèces : même environnement ( verger)

Question 59

Après la spéciation : qu'est-ce que la radiation évolutive?

Answer 59

= diversification d'une espèce pour occuper une plus grande variété de niches = S'adapter à de nouvelles niches écologiques à partir d'un ancêtre commun : radiation évolutive **** évolution successive de spéciation ex :Mammifère insectivore. Survivant de l’événement ayant tué les dinosaures. C’est l’ancêtre que tous les mammifères placentaires de la planète : baleine, chevaux, humains, chauve-souris. Cette espèce à survécu. Les animaux à l’accouchement sont assez autonomes et cela donne une certaine autonomie, Raison pour laquelle il y a bcp de mammifère placentaire : question d’évolution! ex2 : : Les marsupiaux. Aujourd’hui en Océanie, avant partout. Apparition en Asie il y a 120 Ma et en Amérique du Nord plus tard. Pour s,y rendre : 2 chemins : détroits de Béring ou Europe. Ils se sont promenés et ont migrée vers l’Amérique du sud et lors de la Pangée : ils se sont déplacés : coloniser d’autres endroits. Et cela provient d’une seule espèce : Amérique du sud…jusqu’en Australie! Et c’est à cet endroit qu’il y a eu spéciation. Ici, en Amérique du Nord, une seule espèce : les opossums. Avec les changements climatiques, les opossums migrent. Une espèce qui arrive en Australie et de là : radiation évolutive. Il y a aujourd’hui plusieurs espèces de marsupiaux : Koala, Kangourou, Thylacine, Quokka. (mêmes s’ils ne se ressemblent pas : comportement/ apparence). Au départ juste une espèce.