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Objectifs Comprendre et identifier les facteurs qui modifient les proportions alléliques au sein des populations. Faire le lien entre les facteurs évolutifs et la naissance de nouvelles espèces. Points clés La théorie de l’évolution repose sur la combinaison de plusieurs processus constituant les moteurs de l’évolution La sélection naturelle les individus d’une même population n’ont pas tous le même avantage sélectif et le même succès reproducteur. Seuls ceux possédant ces deux critères pourront transmettre leur patrimoine génétique à la descendance. La sélection sexuelle qui repose sur les choix des partenaires reproductifs. La dérive génétique chaque population est caractérisée par la fréquence de ses allèles. Dans des conditions où le milieu de vie est favorable, cette fréquence varie peu d’une génération à l’autre. Par contre, lorsque le nombre d’individus formant la population diminue de façon importante, certains allèles vont devenir prédominants et d’autres vont disparaître. Le hasard joue un rôle fondamental dans l’histoire évolutive d’une population lors des modifications non prévisibles du milieu de vie, les individus ayant acquis des allèles leur conférant un avantage sélectif et présentant un avantage reproductif seront les plus à même de se reproduire, favorisant ainsi la transmission de leur patrimoine génétique à la descendance et modifiant ainsi la fréquence des allèles dans la population. Il existe deux grand processus de spéciation la spéciation allopatrique et la spéciation sympatrique. Pour bien comprendre Les allèles résultent de mutations aléatoires survenant au cours de la réplication de l'ADN et qui modifient la séquence des gènes. Chaque individu est donc unique et peut transmettre à sa descendance sa propre combinaison d’allèles. Cette dernière peut être modifiée lors de la méiose au cours des recombinaisons qui surviennent au hasard entre les chromosomes d’une même paire. On définit une espèce comme un ensemble d’individus présentant des caractères communs et étant capables de se reproduire entre eux pour donner une descendance fertile. 1. Les niveaux de biodiversité a. La biodiversité génétique au sein d'une espèce Tous les individus d’une même espèce ont en commun leur génome ; ils possèdent tous les mêmes chromosomes porteurs des mêmes gènes. Par contre, pour chaque gène, il existe des variants, les allèles, qui vont être à l’origine de la variabilité intra espèce. Au sein d’une population chaque allèle est caractérisé par sa fréquence nombre d’individus le possédant. Mais la fréquence de chaque allèle peut varier d'une population à l’autre. C’est cette diversité dans les populations et entre les populations qui définit un premier niveau de biodiversité, la biodiversité génétique. b. La biodiversité spécifique La biodiversité spécifique est définie par le nombre d’espèces différentes qui peuplent un milieu. Plus ce nombre est élevé, plus la biodiversité spécifique est importante. c. La biodiversité écologique Il existe un troisième niveau de biodiversité, qui ne sera pas abordé dans cette fiche. Il s’agit de la diversité des différents écosystèmes terrestres forêts sèches, forêts humides, prairies côtières, prairies d’altitudes, tourbières, marais, etc. Remarque il est important de comprendre que les différents niveaux de biodiversité sont en interaction. Ainsi, la diversité des écosystèmes repose sur leur diversité spécifique interne. De même que la diversité des espèces suppose une diversité génétique au sein de celles-ci. 2. Les facteurs évolutifs des populations a. La dérive génétique L’apparition de nouveaux allèles dépend des modifications aléatoires de la séquence des gènes au moment de la réplication les mutations. La majorité des mutations créant de nouveaux allèles n’ont que peu ou pas d’effet sur l’espérance de vie des individus. On appelle ces mutations sans effet » les mutations neutres car elles ne subissent aucune pression de sélection elles ne confèrent ni avantages ni inconvénients. Si l'on suit, dans différentes populations d’une même espèce, la fréquence de ces allèles neutres au cours des générations, on constate que cette fréquence varie peu au sein d’une population nombreuse. Par contre, elle est très variable lorsque la population présente un effectif restreint. Dans ce cas, l’allèle peut devenir très présent ou alors totalement disparaître. C’est la dérive génétique. Lors d'un phénomène conduisant à la disparition d’un grand nombre d’individus, la dérive génétique peut entraîner la disparition ou au contraire l’émergence de certains allèles qui étaient peu représentés dans la population initiale sans qu'ils n'apportent un intérêt particulier pour la survie des individus. Elle peut également conduire à la forte présence d’un allèle à l’origine d’une maladie. C'est un phénomène indépendant de la sélection naturelle car l'émergence ou la disparition d'un allèle se fait de manière aléatoire. Exemple des éléphants du parc national Addo Afrique du Sud Aujourd’hui, on compte au sein de la population d'éléphants du parc national Addo, 98 % de femelles sans défenses, alors qu’elles étaient seulement 15 % en 1900 et 50 % en 1931. Cette espèce a été la cible d’une chasse intensive au début du 20e siècle qui a fortement réduit son effectif. On ne comptait plus que 11 représentants en 1920 8 femelles et 3 mâles. Le parc Addo fût créé en 1931 pour protéger ces individus en voie de disparition qui donnèrent naissance aux individus actuels. Dans ce cas, la dérive génétique a conduit à l’appauvrissement du patrimoine génétique de l’espèce. En effet, on constate que certains allèles sont présents chez tous les individus de l’espèce répartie dans toute l'Afrique du Sud, par contre, un grand nombre d'autres allèles présents chez d’autres espèces d’éléphants issues d’Afrique du Sud, ont totalement disparus du patrimoine génétique des éléphants du parc Addo. Dans leur cas, on peut donc supposer que la réduction de leur population par la chasse a favorisé la perte d'un grand nombre d'allèles par dérive génétique. Éléphants du parc naturel Addo b. La sélection naturelle La sélection naturelle est un processus naturel qui a été proposé par Charles Darwin en 1859. Elle repose sur l’idée que les individus possédant une variation = allèle qui leur confère un avantage dans un certain environnement, se reproduisent plus que les autres individus. Au fil des générations, cette variation = allèle devient dominante dans la population vivant dans cet environnement. Exemple de la phalène du bouleau La phalène du bouleau est un papillon de nuit présent en Angleterre. Il en existe deux espèces une forme claire Biston betularia et une forme sombre Biston carbonaria. Entre 1830 et 1850, la répartition de ces deux formes de phalènes change. En 1830, on trouve surtout la forme claire alors qu’en 1850, la forme sombre devient majoritaire notamment dans les zones industrialisées où la pollution conduit au noircissement des troncs d’arbres et à la disparition du lichen. La phalène du bouleau a pour prédateur les oiseaux. Sa couleur claire lui permet de se confondre avec le lichen des troncs d’arbres. Les formes Carbonaria et Betularia du phalène du bouleau Expérience En 1955, on réalise une expérience de lâcher de phalènes dans deux zones différentes une zone industrielle polluée et une zone rurale non polluée. Observation On constate que dans la première, on recapture majoritairement des phalènes sombres alors que les phalènes claires ont été pour la plupart mangées par les oiseaux. Dans la zone non polluée, c’est l’inverse. Interprétation Les formes sombres peuvent plus facilement échapper aux oiseaux en zone polluée car elles sont mieux camouflées et donc moins repérables. De même pour les formes claires en zone non polluée. Ce sont les individus les plus adaptés qui survivent et peuvent donc se reproduire. Ainsi, les modifications de l’environnement influencent l’évolution d’une population. c. La sélection sexuelle On désigne par sélection sexuelle le principe de sélection opéré dans le choix du partenaire reproductif. Les exemples de sélection sexuelle les plus typiques sont décrits chez les oiseaux mais elle existe dans tous les groupes. Généralement, il s’agit des femelles qui sélectionnent les mâles sur la base d’un caractère physique particulier lui-même dépendant d’un ou plusieurs allèles. Au fil des générations, ce caractère, et les allèles qui le codent, deviennent de plus présent dans la population. On différencie la sélection sexuelle de la sélection naturelle, car il arrive souvent que le caractère sélectionné n’apporte aucun avantage pour la survie de l’individu, il peut même augmenter le risque de prédation. Exemple l’Euplecte à longue queue L’Euplecte à longue queue est un oiseau vivant dans le Sud de l’Afrique. Le mâle possède des plumes formant une très longue queue. Euplecte à longue queue Expérience On compare quatre groupes de mâles un dont la queue n’a pas été modifiée groupe témoin ; un où la queue a été raccourcie groupe 1 ; un où la queue a été coupée puis recollée groupe 2 ; et un dont la queue a été rallongée groupe 3. On évalue leur succès reproducteur, avant et après traitement. Observation Avant traitement, le succès reproducteur est similaire entre les quatre groupes. Après traitement, on constate que le groupe de mâles ayant le succès reproducteur le plus élevé est le groupe 3 et ceux dont le succès reproducteur est le plus faible sont les groupes 1 et 2. Interprétation Ainsi, certains caractères peuvent conférer un avantage reproductif aux individus d’une espèce et augmenter leur probabilité de se reproduire. Au fil des générations, le caractère queue longue » se diffuse dans la population. Remarque est-ce que la longueur de la queue augmentera indéfiniment ? La réponse est non car au-delà d’une certaine taille, la longueur des plumes devient un désavantage, en augmentant particulièrement le risque de prédation. Il s’établit un équilibre évolutif pour la longueur de la queue qui dépend du choix des femelles et de l’environnement. 3. L'origine des espèces la spéciation Comme nous l’avons vu, les échelles de biodiversité interagissent entre elles. En effet l’évolution de la génétique au sein des populations est à la base de l’apparition de nouvelles espèces. C’est la spéciation. a. Spéciation allopatrique Au cours du temps, la diversité génétique au sein d’une population évolue à cause des mutations et des mécanismes présentés dans la partie 2. Or, si deux populations sont séparées dans l’espace par un obstacle infranchissable chaîne de montagne, rivière ou même autoroute rendant impossible l’accouplement d’individus appartenant aux deux populations, celles-ci vont diverger génétiquement. Peu à peu leur distance génétique augmente, jusqu’à ce que les individus appartenant aux deux populations perdent la capacité de s’accoupler. A ce stade ces deux populations forment deux espèces différentes. b. Spéciation sympatrique Dans le cas d’une spéciation sympatrique, les deux populations d’origine occupent le même milieu. Cependant, il existe dans tout milieu plusieurs façons de s’y adapter, en particulier en occupant des niches écologiques différentes type d’alimentation, expositions différentes aux conditions climatiques, altitude du milieu de vie, etc.. L’adaptation à ces niches écologiques favorise des allèles différents et les deux populations se spécialisent de plus en plus à leur propre niche jusqu’à ce que les individus cessent de s’accoupler avec les individus de l’autre population, ce qui entraîne la naissance de deux espèces différentes. Vous avez déjà mis une note à ce cours. Découvrez les autres cours offerts par Maxicours ! Découvrez Maxicours Comment as-tu trouvé ce cours ? Évalue ce cours !

Programme officiel de la classe de seconde BO spécial n°4 24 avril 2010. Par Lydie, Professeur de SVT Chap 1 La biodiversité résultat et étape de l’évolution La biodiversité est à la fois la diversité des écosystèmes, la diversité des espèces et la diversité génétique au sein des espèces. L’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du monde vivant les espèces actuelles représentent une infime partie du total des espèces ayant existé depuis les débuts de la vie. Au sein de la biodiversité, des parentés existent qui fondent les groupes d’êtres vivants. Ainsi, les vertébrés ont une organisation commune. Les parentés d’organisation des espèces d’un groupe suggèrent qu’elles partagent toutes un ancêtre commun. La diversité des allèles est l’un des aspects de la biodiversité. La dérive génétique est une modification aléatoire de la diversité des allèles. Elle se produit de façon plus marquée lorsque l’effectif de la population est faible. La sélection naturelle et la dérive génétique peuvent conduire à l’apparition de nouvelles espèces. Qu’est ce que la biodiversité ? La biodiversité est la diversité du vivant . Elle est à la fois la diversité ► des écosystèmes à la surface de notre planète Ex 1 ► des espèces Ex 2 ► génétique au sein d’une même espèce Ex 3 Exemple 1 La biodiversité sur la planète Une mangrove au brésil Désert de Californie La banquise de l'antartique - Barrière de Corail Savane africaine - Un lac canadien - Exemple 2 La biodiversité des espèces Une abeille qui butine un pissenlit Apis millifera sur un Taraxacum officinale - Eléphant d’Afrique Loxondonta - Exemple 3 La biodiversité à l’intérieur d’une même espèce Les tomates Solanum lycopersicum Les escargots des haies Cepaea nemoralis - SVT 2e Belin 2010, p. 66 Notion 1 La biodiversité au fil du temps Une forêt du carbonifère reconstitution. Il y a 300 Ma le milieu terrestre était dominé par des groupes aujourd’hui réduits ou disparus. Crédit image LA QUESTION Les paysages anciens reconstitués nous montrent que ceux-ci évoluent au fil du temps … mais comment l’expliquer ? Le graphe représente le nombre de taxons* appartenant aux grands groupes de végétaux terrestres depuis 245 Ma. La largeur d’une bande est proportionnelle au nombre de taxons présents à un moment donné. On peut ainsi y lire que les prêles et les fougères sont de très vieux taxons qui existent encore aujourd’hui. Par ailleurs les fougères à graines et les Cycadales dont on retrouve des fossiles , se sont éteintes au crétacé il y a 70Ma environ. Les plantes à fleurs actuelles angiospermes ne sont apparues qu’il y a environ 130 Ma. Image Livre SVT 2e, Hatier 2010 p. 18 *Taxon ensemble d’êtres vivants ayant des caractéristiques communes, ici chaque couleur correspond à un taxon LA RÉPONSE Voilà pourquoi les paysages changent au fil du temps c’est parce que les espèces changent. JE RETIENS L’état actuel de la biodiversité ne représente donc qu’une étape de l’histoire du monde vivant. En effet au cours de l’histoire de la vie , des espèces sont apparues, d’autres ont disparu souvent sous l’effet de l’environnement. c’est la sélection naturelle. Les espèces actuelles ne représentent donc qu’un nombre infime des espèces ayant existé. Un exemple ? Voici l’exemple de la disparition du mammouth. Livre 2nd Hatier SVT 2010 Ici, les cartes illustrent le fait que les steppes herbeuses, principal habitat des mammouth ,s’est considérablement réduis en 15 000 ans. On peut relier ce changement de végétation aux variations du climat ici un réchauffement voir températures moyennes. De ce fait les populations de mammouth ont progressivement migré vers le nord puis ont disparu. Notion 2 La biodiversité et l’action de l’homme JE RETIENS Si on généralise à l’ensemble de la planète, on peut considérer que l’action de l’ homme modifie la biodiversité par l’utilisation de pesticides, de désherbants pour l’agriculture intensive etc… par la déforestation par l’utilisation de produits polluants produits chimiques toxiques par la pêche intensive par les modifications climatiques qu’il entraîne réchauffement L’action principale est la réduction du nombre d’espèces différentes diminution de la biodiversité spécifique = EROSION de la BIODIVERSITE et le taux d’extinction des espèces est plus élevé que le taux d’extinction naturel. Qu’ont produit les crises au cours du temps? Quels sont les mécanismes qui conduisent à l’évolution de la biodiversité ? Image tirée du film L’âge de glace 5 Blue Sky et century fox Les deux mécanismes responsables de l’évolution de la biodiversité sont Interviews tirées du livre SVT Belin2Nd 2010, nouvelle édition La sélection naturelle et la dérive génétique Afin de mieux comprendre la sélection naturelle, voici un exemple SVT Belin2Nd 2010 La coloration du pelage des souris est contôlées par différents gènes, mais l’un d’entre eux est particulièrement important. On connait deux allèles de ce gène, D et d. L’allèle D conduit à la formation d’un pelage foncé, l’allèle d à la formation d’un pelage clair. on sait que l’allèle D est issu de l’allèle d par mutation. On constate dans le graphique une proportion plus élevée de souris claire sur sol clair et de souris sombre sur sol sombre. Grâce aux informations concernant le grand hibou à corne, on suppose que les souris claires sur sol sombre sont plus facilement détectables par le hibou, elles auront une chance de survie plus faible sur ce type de sol mais sur sol clair , ce sera l’inverse. Ainsi, c’est l’action prédatrice du hibou qui va influencer le pourcentage de souris claires ou sombre. Cette action s’appelle la sélection naturelle. UN JEU ! Si tu veux jouer pour comprendre ce qu’est la dérive génétique ou la variation au hasard des reproduction, tu peux jouer avec le logiciel dérive-tirage-boule pour la modéliser Principe de la modélisation Tu imagines que les boules rouges représentent des guppies oranges et que les boules bleus représentent des guppies bleus Tu règles le nombre de couleurs sur 2 et le nombre total de poissons dans l’aquarium Commence par 10 poissons, puis fais avec 50 poissons Coche Autoriser les mutations Clique ensuite sur lancer le modèle , tirer une boule , et tout tirer Puis génération suivante Tu vois évoluer les couleurs des poissons au fur et à mesure du temps. Pour un même effectif, l’évolution ne se fera jamais de la même manière! Lancer le programme nvelle fenêtre Quelle différence observes-tu entre la grande ou la petite population de poisson? Source A RETENIR La biodiversité évolue au cours du temps, on appelle ce phénomène l’évolution. Ces variations génétiques peuvent se faire au hasard, on parle alors de dérive génétique. D’une génération sur l’autre, certains allèles sont transmis et pas d’autres sous le seul effet du hasard. Cette dérive génétique est plus marquée sur des populations à faible effectif. Ainsi une population qui se retrouve séparée en deux populations plus petites évoluera de manière différente . On obtiendra plus tard deux populations bien distinctes au niveau génétique. Une population évolue aussi sous l’effet de la sélection naturelle. Cette sélection correspond à une pression exercée par l’environnement climat, prédateur…. Les êtres vivants dont les allèles sont favorables par rapport à l’environnement auront une plus grande chance de survie Navigation dans le Cours . EN VIDEO Ca pourrait aussi vous intéresser

la biodiversité au cours du temps corrigé