Exam théorique 3 Flashcards
Que croyait l’influent biologiste français Lamarck?
Il croyait que les espèces se développent progressivement et qu’elles se modifient dans un milieu en changement.
*** à partir de 1750~ : preuves que les espèces changent au cours du temps
Qu’a fait Lamarck de mémorable?
Seul prédécesseur de Darwin, il a élaboré un modèle global pour expliquer les mécanismes de l’évolution.
En comparant des espèces contemporaines à des fossiles, il crut déceler des lignées de fossiles menant à des espèces modernes.
Expliquer la théorie de Lamarck (2 idées + exemples).
1- L’USAGE ET LE NON-USAGE
les organes qu’un organisme utilise beaucoup pour survivre dans son milieu se développent et se renforcent, tandis que les organes non-utilisés s’atrophient
-> ex: la girafe qui allonge le cou pour atteindre les feuilles à la cime de l’arbre; le forgeron qui développe ses muscles à force de travailler
2- L’HÉRÉDITÉ DES CARACTÈRES ACQUIS
ce principe voulait que les modifications subies par un organisme au cours de sa vie soient transmissibles à ses descendants
-> ex: l’allongement du cou des girafes au fil des générations alors qu’elles essayaient tjrs d’atteindre des feuilles plus hautes
Qu’a constaté Darwin lors de ses voyages?
- les espèces végétales/animales des différentes régions présentaient ttes un caractère nettement sud-américain (clairement pas comme espèces européennes)
- une nouvelle espèce émerge d’une forme ancestrale par suite de l’accumulation graduelle d’adaptations à un milieu différent
Décrire et expliquer la théorie darwinienne de l’évolution par sélection naturelle.
- les nouvelles espèces apparaissent comme une descendance modifiée d’espèces ancestrales
- la sélection naturelle est le mécanisme de l’évolution; elle repose sur l’inégalité des chances de reproduction; les individus les mieux adaptés au milieu local laissent plus de descendants que les individus mal adaptés; ainsi, ils transmettent leurs caractères favorables
Illustrer la théorie de l’évolution par sélection naturelle avec l’exemple des S. aureus (SARM).
- la pénicilline est le premier antibiotique utilisé à grande échelle
- 20% des souches de S. aureus sont devenus résistantes à la pénicilline peu après sa découverte, car elles possédaient une enzyme (pénicillase) qui détruit la pénicilline
- la méthicilline, antibiotique très puissant qui désactive une protéine constituant la paroi bactérienne
- après 2 ans, des S. aureus résistantes sont apparues; elles réussissent à fabriquer leur paroi avec une autre protéine que celle ciblée par la méthicilline
Quelles sont des preuves que les organismes actuels sont le résultat de l’évolution de formes de vies plus anciennes?
- homologies
- biogéographie
- archives fossiles
Que sont les homologies anatomiques?
Ce sont les ressemblances anatomiques entre les espèces d’une même catégorie taxinomique.
-> ex: membres antérieurs de l’humain, du chat, de la baleine, de la chauve-souris, du cheval ont tous la même organisation osseuse de base
Que sont les homologies embryologiques?
Ce sont les stades de développement embryonnaire semblables pour des organismes apparentés.
-> ex: la queue post-anale de tous les embryons de Cordés
Expliquer le concept d’homologie embryologique avec le développement des embryons des Cordés.
- pendant un certain temps au moins, tous les embryons des Cordés possèdent une queue post-anale et des sacs branchiaux de part et d’autre de leur gorge
- à ce stade de développement, les ressemblances entre les poissons, les grenouilles, les reptiles, les oiseaux et les mammifères (dont les humains) sont plus évidentes que leurs différences
- à mesure qu’avance le développement, les vertébrés divergent et acquièrent des caractéristiques distinctives de leurs classes
- les fentes branchiales se transforment en branchies chez les poissons, tandis que chez les espèces terrestres, elles se métamorphosent en d’autres organes, telles les trompes auditives
Que sont les homologies moléculaires?
Ce sont les relations évolutives entre les espèces se matérialisant dans leur ADN, ARN et protéines, autrement dit, dans leurs gènes et produits de ces derniers.
Ainsi, si les séquences de monomères sont semblables dans les gènes (ADN, ARN) et dans les protéines de 2 espèces, elles représentent probablement des copies de séquences originales appartenant à un ancêtre commun..
En quoi consiste la biogéographie?
- (selon l’interprétation darwinienne) les espèces modernes habitent dans telle région parce qu’elles descendent d’ancêtres ayant vécu là
- ainsi, l’étude de la distribution géographique des espèces montre que les îles abritent beaucoup d’espèces endémiques, mais étroitement apparentées à des espèces du continent le plus proche
- > ex: l’Australie et les Marsupiaux vs le peu de mammifères placentaires, Madagascar et ses lémuriens, etc
– distribution tributaire des barrières climatiques ou géographiques majeures (océans, déserts, chaînes de montagnes)
– discontinuités importantes dans la répartition des espèces animales et végétales
–> l’évolution a donc agi +/- indépendamment dans chacune de ces grandes régions terrestres continentales, tout dépendant de leur degré d’isolement géographique
Que sont les archives géologiques?
Elles correspondent aux collections de fossiles; elles fournissent une preuve solide de la transformation des espèces.
Qu’est-ce que la microévolution?
C’est l’étude des changements évolutifs (à un niveau inférieur à l’espèce en tant que groupe) et qui se reproduisent dans les fréquences alléliques d’une population d’une génération à l’autre.
Qu’est-ce que le patrimoine génétique (pool génétique) d’une population?
L’ensemble des gènes de ladite population.
Le changement de la fréquence des allèles du patrimoine génique, d’une génération à la suivante, est une manifestation de __________?
Qu’est-ce que la découverte de ces changements chez une espèce permet de comprendre?
L’évolution.
Ainsi, si on comprend comment le patrimoine génique d’une population se modifie, on comprendra comment l’évolution se produit.
Que doit posséder une population pour évoluer?
Une certaine variabilité génétique
*(si tous les membres d’une population sont génétiquement identiques, tous les individus de leur progéniture le seraient également et la population ne changerait pas.)
Quels facteurs influencent la variation génétique dans une population naturelle?
- la mutation
- la reproduction sexuée
Expliquer le phénomène de mutation en tant que facteur influençant la variation génétique dans une population naturelle.
- La mutation est un ensemble de changements dans le nombre ou la séquence de nucléotides de l’ADN.
- Elle n’apparaît environ qu’une seule fois sur 100 000 gènes pour chaque génération.
- Il s’agit d’une source fondamentale de variation génétique dans une population mais sa contribution à l’évolution est faible.
- > ex: la robe des mustangs sauvages
- Les duplications génétiques n’ayant pas de répercussions graves peuvent persister de génération en génération, faisant en sorte qu’il résulte un génome plus grand dont les nouveaux peuvent exercer une fonction.
- > ex: un mammifère ancestral avec 1 gène olfactif qui s’est dupliqué de telle sorte que les humains ont 100 gènes de récepteurs olfactifs
Expliquer le phénomène de reproduction sexuée en tant que facteur influençant la variation génétique dans une population naturelle.
La reproduction sexuée se produit au moment de la formation des gamètes et de la fécondation. Celle-ci réunit les gamètes d’individus ayant des bagages génétiques, ce qui amène de nouvelles variations au travers des générations.
3 mécanismes contribuent au “brassage” des gènes: l’enjambement, l’assortiment indépendant des chromosomes et la fécondation aléatoire.
Qu’est-ce que cause le succès reproductif différentiel?
Il fait en sorte que certains allèles se retrouvent en plus grand nombre que d’autres dans la génération suivante.
Qu’est-ce que la sélection directionnelle?
C’est un phénomène sélectif qui favorise les phénotypes d’un extrême par rapport aux autres.
-> ex: des oiseaux mangent les graines les plus grosses et dédaignent les plus petites; ainsi, ce sont les petites graines qui contribuent de façon importante au patrimoine génétique de la génération suivante de graines
Qu’est-ce que la sélection divergente?
C’est un phénomène sélectif qui favorise les extrêmes d’un éventail phénotypique par rapport aux phénotypes intermédiaires.
-> ex: dans une population de graines, un coléoptère ne mange que les graines de tailles intermédiaires et dédaigne les graines très grosses ou très petites
Qu’est-ce que la sélection stabilisante?
C’est un phénomène sélectif qui favorise les phénotypes moyens par rapport aux phénotypes extrêmes.
-> ex: si les graines de taille moyenne ont plus de chances de germer et de croître que les graines qui sont très grosses ou très petites, et si la taille des graines est un facteur héréditaire, la génération suivante comprendra une population plus faible de graines anormalement grosses ou petites.
Expliquer comment la dérive génétique peut altérer la sélection naturelle.
Les fluctuations aléatoires dans les fréquences alléliques d’une génération à l’autre tendent à réduire la variation génétique au sein des populations.
Qu’est-ce que l’effet d’étranglement?
C’est un phénomène qui constitue un changement dans les proportions des allèles du patrimoine génétique d’une petite population dû à des évènements survenant au hasard (feu, inondation, etc).
- (ex: - Si une population de fleurs sauvages ne comportait que 25 individus et que 16 d’entre eux ont le génotype AA pour la couleur de la fleur, 8 sont Aa et un seul aa.
- Si qqn écrase 3 individus, ou qu’il se produise un éboulement, le hasard pourrait faire que les individus disparus soient AA.
- Ceci modifierait les fréquences des allèles, et ces modifications sont entièrement dues au hasard.)
Qu’est-ce que l’effet fondateur?
C’est un phénomène au cours duquel des individus isolés dans leur population peuvent s’implanter et leur patrimoine génétique ne sera pas représentatif de la population d’origine.
- > qq membres d’une population colonisent un nouvel habitat et portent un patrimoine génétique distinct.
- (ex: Au Saguenay, la dystrophie myotonique est plus fréquente que la normale. Cela provient du fait qu’une petite population colonisatrice a quitté la Vendrée de la Charente-Maritime (France) pour venir s’établir au Québec.)
Qu’est-ce que le flux génétique?
C’est un phénomène au cours duquel un allèle peut apparaître dans une population grâce à l’immigration d’un individu (pollen, spermatozoïdes) d’une population voisine qui créent ainsi un courant génétique entre les deux populations.
Qu’est-ce que la sélection sexuelle?
C’est un phénomène qui influe sur la population des caractères sexuels secondaires (dimorphisme sexuel) comme la taille, la couleur, l’ornement et le comportement. Ces derniers procurent aux individus certains avantages en vue de l’accouplement.
(Ex: chevreuils et grands panaches)
Quelle hypothèse a été émise pour expliquer l’apparition de la vie sur Terre?
(4 étapes + exemples)
C’est l’hypothèse de l’évolution chimique, qui se divise en quatre étapes:
1- les molécules organiques s’assemblent pour former des monomères, tels que des nucléotides
-> les constituants chimiques de la vie ont dû s’accumuler au cours d’une étape naturelle dans la vie de la planète avant que la vie ne puisse apparaître
2- ces mêmes monomères vont à leur tour s’assembler entre eux pour former des macromolécules (polymères), tels que des protéines et des acides nucléiques
-> la synthèse (abiotique) de ces polymères a dû se faire sans l’intervention d’enzymes efficaces sur la Terre primitive
3- puis, ces macromolécules, produites par voie abiotique, s’agrègent ensemble en gouttelettes enveloppées d’une membrane pour ainsi devenir des protocellules présentant des caractéristiques chimiques différentes de leur milieu
4- à un certain moment, des molécules capables d’autoréplication sont apparues, rendant ainsi le phénomène de l’hérédité possible
** la matière inanimée (qui forme agrégats moléculaires capables d’auto réplication et de métabolisme) + la présence de sources d’énergie suffisante (foudre, volcans, météorites, etc., pcq la composition de l’atmosphère/mer différait d’aujd) = conditions de la terre primitive ayant permis la vie
(ÉTAPE 1 VIE)
Comment s’est déroulée la synthèse des composés organiques?
5 grosses étapes + 3 expériences + 1 étape + 1 expérience
- condensation d’un immense nuage de poussières et de roches entourant le soleil -> la formation des planètes de notre système solaire
- Terre a été bombardée d’énormes morceaux de roc et de glace (issus de la formation du système solaire)
- avant l’apparition de la photosynthèse, Terre était enveloppée d’une atmosphère beaucoup moins oxydée/oxydante mais principalement composée de gaz volcaniques (ceci fut signalé par Oparin et Haldane)
- atmosphère de nature réductrice (réducteur; qui ajoute des électrons) -> favorisé l’agencement de molécules simples en molécules plus complexes
- ttfs; besoin énergie considérable pcq atmosphère réductrice ne suffit pas pcq création grosses molécules
- sources énergie considérable: éruptions sous-marines/côtières, sources hydrothermales, foudre, rayonnement UV intense traversant alors l’atmosphère
- > ainsi, selon Oparin et Haldane, la Terre primitive présentait bel et bien des conditions chimiques et énergétiques nécessaires à la synthèse abiotique (c’est-à-dire sans encore la présence d’enzymes et de vie) de molécules organiques
- > comme vérifié dans les années 50 par deux autres chercheurs (Miller et Urey), de telles conditions permettent la création de divers acides aminés et autres composés organiques présents dans les organismes contemporains
- > l’analyse avec de l’équipement moderne des molécules produites lors de l’expérience de Miller et Urey en milieu volcanique a montré que plusieurs acides aminés ont été formés dans des conditions simulant une éruption volcanique
- les météorites, où on retrouve par exemple des chondrites carbonées (pierres constituées de 1 à 2% de carbone) pourraient avoir été une deuxième source de molécules organiques
-> des études récentes sur le météore de Murchison y ont démontré la présence de molécules organiques clés, comme des lipides, des sucres simples et des bases azotées telle l’uracile
(ÉTAPE 2 VIE)
Comment s’est déroulée la synthèse abiotique des macromolécules?
1 expérience + 1 hypothèse
- > en labo, on obtient une polymérisation lrsq on dépose des solutions diluées de monomères organiques sur de l’argile ou du sable très chaud; peut ainsi obtenir polypeptidiques par moyens abiotiques
- > hypothèse: sur la Terre primitive, l’eau des marées/des vagues/de la pluie déposait des solutions diluées sur de la lave ou sur d’autres roches chaudes et ramenait ensuite dans l’eau les polypeptides et autres polymères s’y étant formés
Que sont les protocellules?
- les protocellules sont les précurseurs de la cellule
- ce sont des agrégats de molécules entourées d’une “membrane” (gouttelettes avec une bicouche lipidique) capables de reproduction rudimentaire
- elles maintiennent un milieu chimique interne distinct de celui du milieu externe et présentent certaines des propriétés associées au vivant, dont le métabolisme (membrane sélectivement perméable) et l’excitabilité (potentiel de membrane)
Wut
(ÉTAPE 3 VIE)
Comment sont apparues les protocellules?
4 étapes
- des petites gouttelettes, appelées liposomes, entourées d’une membrane peuvent se constituer lrsq des lipides/autres molécules organiques sont ajoutées à l’eau
- les molécules hydrophobes forment à la surface de la gouttelette une bicouche lipidique
- l’ajout de montmorillonite (argile douce produite par le vieillissement des cendres volcaniques) accélère l’autoassemblage (par adhérence) des vésicules
Avant l’apparition de l’ADN, les premiers gènes du monde prébiotique étaient…?
Ils étaient plutôt des courts brins d’ARN ayant commencé à s’autorépliquer
(ÉTAPE 4 VIE)
Quel est le rôle de l’ARN autoréplicateur dans l’apparition de la vie? (5 étapes)
- les gènes primitifs et leurs produits se sont confinés dans des compartiments limités par une membrane; protocellules -> vraies cellules
