Biologie Évolution et Sélection Naturelle

L'évolution biologique est le processus de changements héritables dans les traits d'une population au cours des générations successives.

Une population est un groupe d'individus de la même espèce qui occupent le même milieu en même temps.

Un gène est l'unité de base de l'information biologique transmise de génération en génération, généralement composée d'ADN.

La biodiversité représente la diversité et la variabilité du vivant. Elle joue un rôle crucial dans le fonctionnement des écosystèmes.

Un écosystème est un ensemble d'êtres vivants interagissant entre eux et avec l'environnement spécifique dans lequel ils vivent.

Une espèce représente un groupe d'individus partageant des traits communs et capables de se reproduire entre eux pour engendrer une descendance féconde.

La théorie de la sélection naturelle de Darwin et Wallace propose que les organismes les mieux adaptés à leur environnement ont davantage de chances de se reproduire et de transmettre leurs gènes.

L'évolution n'est pas linéaire, mais ressemble plutôt à un buisson. Des organismes simples peuvent être très bien adaptés à leur milieu suite à une pression de sélection intense.

Le seul facteur qui provoque des changements évolutifs adaptatifs, c'est la sélection naturelle. Elle repose sur la variation entre les individus d'une population et la conséquence de cette variation sur leur capacité à survivre et à se reproduire.

L'effet fondateur se produit lorsque quelques individus d'une population colonisent un nouvel environnement. Ces individus fondateurs ne représentent qu'une fraction de la diversité génétique de la population d'origine, ce qui peut conduire à une fréquence accrue d'allèles rares dans la nouvelle population.

Un goulot d'étranglement génétique se produit lorsqu'une population est fortement réduite, par exemple en raison d'un événement catastrophique. La population réduite ne représente qu'une fraction de la diversité génétique de la population d'origine, ce qui peut conduire à une diminution de la variation génétique.

Ce type de sélection favorise les individus qui présentent des phénotypes extrêmes, aux deux pôles de la distribution.

Ce type de sélection favorise les individus qui présentent un phénotype situé à une extrémité de la distribution. La pression sélective élimine progressivement les individus à l'autre extrémité.

Ce type de sélection favorise les individus qui présentent un phénotype intermédiaire, tandis que les individus aux extrémités de la distribution sont désavantagés.

Le bec des pinsons de Darwin est un exemple classique de l'évolution par sélection naturelle. La forme du bec est déterminée par la génétique et influence la capacité des pinsons à exploiter différentes sources de nourriture. En fonction des ressources disponibles, les pinsons avec des becs adaptés à la nourriture disponible ont davantage de chances de survivre et de se reproduire.

Pour qu'un trait puisse évoluer par sélection naturelle, trois conditions doivent être remplies : 1) Variation interindividuelle: il doit y avoir une variation dans le trait entre les individus. 2) Héritabilité du trait: le trait doit être transmissible d'une génération à l'autre. 3) Sélection: le trait doit être lié à la capacité de survie et de reproduction.

Changement de la fréquence d'un trait dans une population, résultant de la reproduction sélective par les humains, basée sur des caractéristiques désirables.

Un trait qui varie dans une population et influence la capacité de survie et de reproduction des individus.

Une forme particulière d'un trait, comme la couleur de la peau ou la taille des ailes.

L'épaisseur du bec est un trait héréditaire qui varie chez les pinsons et influence leur capacité à se nourrir. Les individus ayant des becs adaptés à leur environnement ont une meilleure chance de survivre et de se reproduire, conduisant à l'évolution de la taille moyenne des becs au fil des générations.

La forme sombre (mélanique) de la phalène du bouleau est devenue plus fréquente dans les zones industrialisées polluées, car elle était mieux camouflée sur les arbres sombres par la pollution. Les phalènes claires étaient plus visibles et donc plus susceptibles d'être mangées par les prédateurs.

Une expérience scientifique utilisant des drosophiles pour étudier l'effet de la sélection artificielle en augmentant le nombre de soies sur leur abdomen. Les individus ayant le plus de soies ont été sélectionnés pour se reproduire, ce qui a conduit à une augmentation significative du nombre de soies au fil des générations.

En sélectionnant des individus avec un grand nombre de soies et d'autres avec un faible nombre de soies pour se reproduire, les scientifiques ont pu démontrer que la sélection artificielle peut induire des changements distincts dans les deux populations, menant à des différences dans le nombre de soies.

Le processus de formation de nouvelles espèces à partir d'une espèce ancestrale.

Lorsque deux populations d'une même espèce sont séparées géographiquement, empêchant le flux génétique entre elles.

La formation de nouvelles espèces dans la même zone géographique, sans séparation physique.

Un événement soudain de spéciation qui survient en une seule génération en raison d'une duplication chromosomique.

L'évolution rapide de nombreuses espèces apparentées à partir d'un ancêtre commun, s'adaptant à différents habitats.

L'ensemble des facteurs qui favorisent la diversification d'une espèce.

Le flux de gènes entre deux populations, qui réduit la divergence génétique.

L'isolement reproductif entre deux populations, empêchant le croisement entre elles.

Une différence significative dans les traits entre les populations qui résulte de la sélection artificielle pendant plusieurs générations.

La sélection artificielle peut entraîner des changements dans les caractères non spécifiquement ciblés, résultant d'un lien génétique entre les traits sélectionnés et ceux qui ne le sont pas.

La capacité de la sélection artificielle à provoquer des changements rapides et importants, même en quelques générations, reflète le potentiel de la sélection naturelle à faire évoluer les espèces au fil du temps.

Le processus par lequel les humains sélectionnent des animaux pour leurs traits désirés, comme la production de lait ou la capacité de travail, conduisant à la création de races spécialisées.

Les changements importants observés dans les races de chiens, beaucoup plus importants que les différences entre les genres de canidés sauvages, illustrent la puissance de la sélection artificielle.

Le type de plante cultivée adapté aux régions tempérées qui a contribué à la survie humaine en dehors de l'Afrique, grâce à sa résistance au froid et sa valeur nutritive.

Les humains ont modifié les espèces sauvages, comme la moutarde sauvage, en utilisant la sélection artificielle, afin d'améliorer leurs qualités nutritives, leur résistance aux maladies et leur conservation.

La méiose est un processus de division cellulaire qui produit des gamètes haploïdes (avec un seul jeu de chromosomes) à partir de cellules diploïdes (avec deux jeux de chromosomes).

La reproduction asexuée est un processus de reproduction qui ne nécessite pas la fusion de gamètes. Un seul parent produit un ou plusieurs descendants génétiquement identiques.

Le bourgeonnement est un type de reproduction asexuée où un nouvel individu se développe à partir d'une excroissance du corps parental.

La parthénogenèse est un type de reproduction asexuée où un œuf non fécondé se développe en un nouvel individu.

L'hypothèse de la reine rouge explique que les espèces doivent continuellement s'adapter pour survivre face à des menaces changeantes, comme les parasites, les maladies et les changements environnementaux.

La sélection sexuelle est un type de sélection naturelle où la capacité à trouver un partenaire sexuel est le facteur déterminant du succès reproducteur.

Le dimorphisme sexuel est la différence physique entre les mâles et les femelles d'une même espèce.

La théorie du cliquet de Muller suggère que la reproduction sexuée peut aider à éliminer les mutations délétères (nuisibles) qui s'accumulent dans les génomes.

Tous les organismes vivants sont liés par un ancêtre commun.

Les individus d'une population présentent des variations dans leurs caractéristiques, certaines étant transmises de génération en génération.

L'ensemble des traits observables d'un organisme, résultant de l'interaction entre son génotype et l'environnement.

L'ensemble du matériel génétique d'un organisme, constitué d'ADN.

L'ADN est composé de nucléotides, chacun contenant un groupement phosphate, un sucre désoxyribose et une base azotée.

Un segment d'ADN qui code pour une protéine spécifique.

L'ADN est copié en ARN messager, puis traduit en protéines dans les ribosomes.

L'altération d'une base de nucléotidique dans l'ADN lors de la réplication, conduisant à un changement génétique.

Le mouvement de gènes entre des populations distinctes, modifiant la composition génétique de chaque population.

L'accouplement préférentiel entre des individus partageant des gènes similaires, diminuant la diversité génétique.

Des changements aléatoires dans la fréquence des allèles au sein d'une population, plus importants pour les petites populations.

La reproduction entre individus apparentés génétiquement, augmentant la probabilité de gènes récessifs.

Deux structures, organes ou gènes qui ont la même origine évolutive, mais qui peuvent avoir des fonctions différentes.

Deux structures, organes ou gènes qui ont des fonctions similaires, mais qui ont évolué indépendamment.

Des gènes qui contrôlent le développement des organes le long de l'axe antéro-postérieur d'un embryon.

Un caractère ancestral, normalement absent dans une espèce, mais qui réapparaît occasionnellement chez certains individus.

Un caractère ancestral, réduit ou non fonctionnel, qui reste présent chez les descendants.

Un gène non fonctionnel, qui correspond à un gène fonctionnel ancestral.

Des similitudes dans le développement embryonnaire précoce entre des espèces différentes sont dues à l'expression des mêmes gènes.

L'expression des gènes homéotiques le long de l'axe antéro-postérieur de l'embryon se fait en bandes de cellules.

La sélection artificielle est un processus où les humains choisissent les individus les plus performants selon un critère précis, comme la taille des épis de maïs ou le taux de production de lait chez les vaches, pour les reproduire. Elle est donc contrôlée par l'homme.

En d'autres termes, l'Homme n'attend pas que la Nature sélectionne les individus les plus performants, mais choisit lui-même, et ce, de manière plus rapide.

La conséquence directe de la sélection artificielle est la diversification des populations. Les générations successives, sélectionnées pour un trait spécifique, arborent une variété grandissante de traits liés. Par exemple, le maïs a été sélectionné pour la production d'huile, mais d'autres traits, non ciblés, ont également évolué.

La sélection artificielle, en favorisant certains traits, peut engendrer des changements non intentionnels dans d'autres traits. C'est le cas du renard argenté où la sélection pour la docilité a entraîné des modifications de son apparence physique, comme la taille des oreilles ou la couleur du pelage.

L'exemple du chien domestique illustre la rapidité à laquelle la sélection artificielle peut provoquer des changements. Les races de chien, issues du loup, présentent des variations plus importantes que celles que l'on observe entre les différents genres de la famille des canidés (coyotes, chacals, renards, loups) qui ont évolué différemment pendant des millions d'années.

La sélection artificielle, en accélérant le processus de sélection naturelle, démontre le potentiel de l'évolution. Elle permet de comprendre comment les changements s'opèrent sous pression sélective, mais à un rythme accéléré.

Les choux et les pommes de terre sont des exemples de plantes domestiquées par l'Homme en Europe. Ils ont été sélectionnés pour résister au froid et pour leur valeur nutritive, permettant aux populations de survivre dans des régions tempérées.

La sélection artificielle a permis de développer des races de chien utiles à l'homme, comme les chiens de travail ou les races productrices de lait ou de viande. Ces races sont le fruit d'une sélection orientée vers un but précis, permettant aux humains d'exploiter les capacités des chiens selon leurs besoins.

La sélection artificielle a permis de modifier les espèces sauvages, comme la moutarde, pour en améliorer les qualités telles que la valeur nutritive, la résistance aux maladies et la conservation. Cette intervention humaine a contribué à améliorer les rendements et la qualité des aliments

La compétition de sperme se produit lorsqu'une femelle s'accouple avec plusieurs mâles et que les spermatozoïdes de chaque mâle entrent en compétition pour féconder l'ovule.

L'infanticide est le meurtre de jeunes, souvent par des mâles, pour augmenter leur propre succès reproducteur.

Les métropoles concentrent les activités économiques, politiques et culturelles importantes ainsi que les fonctions tertiaires supérieures.

La biodiversité urbaine assure des services écosystémiques essentiels aux populations citadines, comme la régulation du cycle de l'eau, la production de biomasse, la lutte contre les îlots de chaleur et la purification de l'air.

Les ilots de chaleur urbains sont des zones de la ville qui sont plus chaudes que les zones environnantes, principalement en raison de l'imperméabilisation des sols et de l'accumulation de chaleur par les bâtiments.

L'urbanisation est un processus de concentration de la population humaine dans des zones urbaines, ce qui entraîne des changements importants dans l'environnement, la biodiversité et l'utilisation des ressources.

Un groupe de populations naturelles au sein duquel les individus peuvent s'échanger du matériel génétique et qui est distinct des autres espèces par un isolement reproductif.

La parade nuptiale s'effectue de manière différente entre deux espèces proches, ce qui empêche la reproduction entre elles.

Différentes périodes de reproduction empêchent le croisement entre deux espèces étroitement apparentées.

Les structures reproductives des deux espèces sont incompatibles, empêchant la reproduction.

Des mécanismes chimiques empêchent la fusion des gamètes, comme l'incompatibilité des spermatozoïdes et ovules chez les animaux ou la dégénérescence des tubes polliniques chez les plantes.

La dérive génétique dans de petites populations peut mener à des changements aléatoires qui causent l'isolement reproductif.

Des événements comme l'effet fondateur ou le goulot d'étranglement peuvent mener à des changements de caractère qui conduisent à l'isolement reproductif.

L'épaisseur du bec des pinsons de Darwin varie entre les individus d'une population et cette variation est héréditable. Les individus avec des becs plus épais ont un avantage dans certains environnements, ce qui les aide à survivre et à se reproduire, conduisant à une augmentation de la fréquence des becs épais dans la population.

Les changements rapides observés dans les races de chiens, issus du loup, illustrent la puissance de la sélection artificielle. Les variations entre les races de chiens sont plus importantes que les différences entre les genres de la famille des canidés, dont l'évolution a pris des millions d'années.

La sélection pour un trait précis peut avoir des conséquences inattendues sur d'autres traits non ciblés. Le renard argenté, par exemple, a été sélectionné pour sa docilité. Or, cette sélection a entraîné des changements dans son apparence physique.

Le maïs a été sélectionné pour la production d'huile, mais d'autres traits, non ciblés, ont également évolué. La sélection artificielle peut donc aussi modifier des traits non ciblés par l'homme

L'homme a modifié les espèces sauvages, comme la moutarde, en améliorant leurs qualités comme leur valeur nutritive, leur résistance aux maladies et leur conservation, pour améliorer les rendements et la qualité des aliments.

Au XIXe siècle, des scientifiques ont réalisé des expériences de sélection sur des drosophiles pour faire évoluer le nombre de soies sur leur abdomen. En sélectionnant des individus avec plus de soies pour les reproduire, ils ont observé une augmentation significative du nombre de soies au bout de 86 générations.

La sélection artificielle consiste à choisir délibérément des individus présentant des traits souhaités dans une population et à les faire se reproduire afin d'augmenter la fréquence de ces traits dans les générations suivantes.

La sélection directionnelle désigne un type de sélection artificielle qui favorise les individus présentant un trait extrême spécifique. Ce trait devient donc plus fréquent au fil des générations.

Les changements non dirigés résultent de la sélection artificielle visant des traits spécifiques. Cependant, d'autres traits non directement ciblés peuvent également changer en raison de liens génétiques entre ces traits.

La sélection artificielle, en raison de sa capacité à produire des changements rapides et importants, nous permet de comprendre le potentiel de la sélection naturelle à modifier les espèces au fil du temps.

Les races de chien, issues du loup, présentent une diversité bien plus importante que les différences entre les genres de la famille des canidés. Cela souligne la puissance de la sélection artificielle à créer rapidement des changements importants.

Le chou et la pomme de terre sont des exemples de plantes domestiquées par l'homme en Europe. Ils ont été sélectionnés pour leur résistance au froid et leurs valeurs nutritives, permettant aux populations de s'installer dans des régions tempérées.

La sélection artificielle a permis d'obtenir des races de chien utiles à l'homme, comme les chiens de travail ou les races productrices de lait ou de viande. Ces races ont été créées pour répondre à des besoins spécifiques.

L'ADN mitochondrial est une petite molécule circulaire qui code pour un nombre limité de protéines nécessaires au fonctionnement des mitochondries, ainsi que pour des ARN ribosomiques et de transfert. Il se transmet de manière directe, sans recombinaisons.

Un microsatellite est une courte séquence d'ADN répétée, composée de motifs de 1 à 6 bases (par exemple, ATATAT). Ces séquences varient d'une personne à l'autre en termes de répétitions, ce qui les rend utiles pour l'identification génétique et l'étude de la diversité génétique.

Un polymorphisme à un seul nucléotide (SNP) est une variation de la séquence d'ADN qui se produit lorsqu'un seul nucléotide (A, C, G ou T) dans le génome diffère entre les membres d'une espèce ou entre les chromosomes appariés d'un individu.

Les proportions originales des génotypes dans une population resteront constantes de génération en génération tant que cinq conditions sont respectées : aucune mutation ne survit, aucun gène ne provient d'autres sources (pas d'immigration), les fécondations sont aléatoires, la population est très vaste et aucune sélection n'est exercée.

La fréquence allélique d'un gène représente la proportion de chaque allèle dans une population. Par exemple, pour un gène B avec deux allèles B et b, p représente la fréquence de l'allèle B et q représente la fréquence de l'allèle b.

La fréquence génotypique représente la fréquence de chaque génotype possible pour un gène spécifique dans une population. Chez un organisme diploïde, comme l'homme, on a trois génotypes possibles pour le gène B : BB, Bb et bb.

L'équilibre de Hardy-Weinberg est un modèle théorique qui décrit la situation où les fréquences alléliques et génotypiques restent constantes d'une génération à l'autre, en l'absence de facteurs évolutifs.

L'utilité de l'équilibre de Hardy-Weinberg est de servir de référence pour détecter les changements dans la fréquence des allèles et des génotypes, ce qui suggère l'influence de facteurs évolutifs tels que la sélection naturelle, la mutation, la migration ou la dérive génétique.

Une population regroupe tous les individus d'une même espèce vivant au même endroit et en même temps.

La biodiversité représente la variété et la diversité des formes de vie sur Terre.

Un écosystème regroupe les êtres vivants et leur environnement spécifique, avec leurs interactions.

Une espèce est un groupe d'individus se ressemblant et capables de se reproduire entre eux pour engendrer des descendants fertiles.

La théorie de la sélection naturelle de Darwin et Wallace postule que les individus mieux adaptés ont plus de chance de survivre et de se reproduire, transmettant ainsi leurs gènes.

L'évolution n'est pas linéaire mais ressemble plutôt à un buisson, avec des adaptations différentes et des complexités variables.

L'étude de la distribution géographique et temporelle des espèces. Elle constitue une preuve essentielle de la théorie de l'évolution.

Des espèces non apparentées développent des traits similaires en réponse à des pressions de sélection similaires dans des environnements similaires. Par exemple, les ailes des oiseaux, des chauves-souris et des insectes.

Le concept d'espèce tel que défini par Linné, basé sur l'existence de caractères distinctifs constants.

Un processus de sélection naturelle où la capacité à trouver un partenaire sexuel est le facteur déterminant du succès reproducteur.

La compétition entre les spermatozoïdes de différents mâles pour féconder l'ovule d'une femelle, souvent observée dans le cas où la femelle s'accouple avec plusieurs mâles.

Le meurtre de jeunes individus, souvent par des mâles, afin d'augmenter leur propre succès reproducteur.