Chapitres 23, 24 et 25 - Microévolution et macroévolution (Automne 2024) - PDF

Plan de la présentation  Microévolution et loi de Hardy-Weinberg Chapitres 23, 24 et 25  Facteurs évolutifs...

Plan de la présentation  Microévolution et loi de Hardy-Weinberg Chapitres 23, 24 et 25  Facteurs évolutifs  Sélection naturelle, dérive génétique et flux génétique Microévolution et macroévolution  Évolution adaptative  Sélection sexuelle  Macroévolution  Concept biologique de l’espèce et barrières reproductives 101-NYA-05  Spéciation et radiance adaptative Automne 2024  Origine de la vie  Synthèse abiotique  Diversification du vivant Microévolution Loi de Hardy-Weinberg  La sélection naturelle agit sur les individus  Patrimoine génétique d’une population  La population évolue  Tous les allèles  Comment ?  Sur tous les locus Variation des fréquences alléliques  De tous les individus  Exemple  Fréquence allélique Épaississement du bec de Geospiza fortis  S’il existe un seul allèle, tous les individus sont après une sécheresse sur l’île Daphne Major dans l’archipel des Galápagos homozygotes et l’allèle est fixé (fréquence = 1) (1977 : 85% de mortalité dans la population)  S’il existe deux allèles (A et a), alors… Fréquence des allèles Fréquence des génotypes Concept 23.1 À lire p+q=1 p2 + 2pq + q2 = 1 Variation génétique Figure 23.2 A a AA Aa aa Équilibre de Hardy-Weinberg Facteurs évolutifs  La fréquence des allèles et la distribution des génotypes ne La formulation des conditions a permis d’identifier des varient pas dans une population à l’équilibre facteurs évolutifs Une population à l’équilibre n’évolue pas  Sélection naturelle La fréquence des allèles qui confèrent un avantage reproductif aux  Conditions de l’équilibre individus qui les portent augmente au fil des générations  Pas de mutation La population s’adapte  Accouplement aléatoire  Dérive génétique Ces deux facteurs causent l’évolution,  Pas de sélection Tableau 23.1  Flux génétique mais la population ne s’adapte pas  Population de très grande taille  Pas de flux génétique  Mutation ? Si une seule condition est enfreinte,  Phénomène trop rare pour avoir une incidence significative à court terme sur les fréquences alléliques du patrimoine génétique la population évoluera Mais c’est la seule source de nouveaux allèles Dérive génétique Flux génétique Dans une population de petite taille, les fréquences alléliques Les patrimoines génétiques des populations peuvent fluctuer de façon aléatoire et imprévisible (hasard) naturelles sont rarement complètement isolés  Effet fondateur Une fraction de la population colonise Les fréquences alléliques peuvent varier par un nouvel environnement isolé l’échange d’allèles entre populations (migrations)  Colonisation des îles d’un archipel  Colonisation humaine d’une région reculée  Couleuvres d’eau du lac Érié Immigration Figure 23.12 Patrimoine  Effet de goulot d’étranglement  Populations humaines génétique Émigration Une catastrophe élimine une grande partie d’une population  G. fortis (Galápagos, 1977) Le flux génétique est la principale cause d’évolution  Tétra des prairies (Illinois, XXe siècle) des populations humaines contemporaines Figure 23.11 Concept 23.4 Sélection sexuelle pp. 545-546 seulement Limites à l’adaptation Elle mène au dimorphisme sexuel Pourquoi la sélection naturelle ne produit-elle pas d’organismes parfaits ?  Sélection intrasexuelle Compétition directe entre individus de même sexe  L’évolution ne peut modifier que la fréquence des allèles existants Un allèle avantageux n’apparaît pas sur demande  Sélection intersexuelle  Phénotype du mâle n’a pas de valeur adaptative en soi  L’évolution est limitée par des contraintes historiques  Choix de la femelle le favorise et favorise sa descendance L’évolution agit en adaptant des structures ancestrales  Les adaptations sont souvent des compromis L’environnement n’est pas homogène  Le hasard interagit avec la sélection Les populations naturelles sont petites et la nature est imprévisible Macroévolution Concept biologique de l’espèce  Microévolution : variations mineures à court Population ou groupe de populations dont les membres terme dans la population peuvent se reproduire entre eux et générer une descendance viable et féconde (fertile)  Macroévolution : changements majeurs à long Les membres d’une espèce sont isolés des autres espèces terme dans l’espèce Figure 26.14 Ancêtre Quelques lignées animales Comment ? Une espèce  Spéciation commun Par des mécanismes d’isolement reproducteur Formation de nouvelles espèces qui empêchent la formation d’hybrides  Phylogénèse  Barrières prézygotiques et postzygotiques Lignées évolutives et clades Deux espèces La macroévolution s’intéresse à l’origine des espèces Figure 24.2 Isolement reproducteur Spéciation Barrières prézygotiques Barrières postzygotiques Deux modes de formation d’une nouvelle espèce Elles empêchent la formation Elles empêchent la perpétuation d’un zygote hybride d’un éventuel zygote hybride  Spéciation allopatrique Une population se scinde en deux entités isolées géographiquement Isolement écologique Viabilité réduite des hybrides et chacune devient une espèce en s’adaptant à son environnement Isolement temporel Fécondité réduite des hybrides Isolement éthologique Déchéance des hybrides  Spéciation sympatrique Isolement mécanique Une sous-population se forme grâce à l’émergence d’une barrière reproductive qui isole ses membres de ceux de la population d’origine Isolement gamétique Figure 24.3 : Définitions et exemples Figure 24.5 Concept 24.2 À lire (résumé p. 564) Limites du concept biologique de l’espèce Il n’est pas applicable à toutes les espèces Radiances adaptatives Formation rapide de plusieurs espèces à partir D’autres concepts doivent alors être utilisés, notamment le concept d’une espèce ancestrale (Chap. 25 pp. 593-594) morphologique et le concept écologique Géospizes des Galápagos et figures 25.21 et 25.22 Rythme de la spéciation pp. 568-570 Origine de la vie Concept 25.1  Gradualisme L’évolution explique comment la vie s’est diversifiée à partir Les espèces évoluent continuellement et se forment du premier être vivant, mais elle n’explique pas comment ce graduellement (vision de Darwin) dernier est apparu sur la Terre primitive Synthèse abiotique  Équilibres ponctués Molécules Monomères Polymères Les espèces se maintiennent longtemps et évoluent inorganiques organiques organiques Protocellules rapidement (archives fossiles)  1ère étape accomplie en laboratoire par Miller et Urey (1953) Dans un environnement stable, les espèces  Deux étapes suivantes semblent aussi possibles ont tendance à se maintenir La spéciation se déclenche quand un changement Hypothèse du « monde de l’ARN » ARN serait la ARN peut encoder → information génétique première molécule « brusque » du milieu interrompt le flux génétique ARN a une structure tertiaire (conformation) → enzyme autoréplicable entre les populations Concept 25.4 Diversification du vivant À lire Autoévaluations recommandées À partir de l’ancêtre universel commun  Retour sur les concepts (LUCA), les êtres vivants se sont  Concept 23.1 : Question 1 diversifiés d’innombrables façons  Concept 23.2 : Questions 1, 2 et 3 3 lignées principales  Concept 23.3 : Questions 1, 2 et 3  Concept 23.4 : Question 1  Domaine des bactéries  Concept 24.1 : Questions 1 et 2  Domaine des archées  Concept 24.2 : Questions 1 et 3  Domaine des eucaryotes  Concept 24.4 : Question 1  Concept 25.1 : Questions 1 et 2 Comment ?  Tectonique des plaques LUCA  Évaluation  Extinctions massives  Chapitre 23 : Questions 1, 2, 4 et 5  Radiances adaptatives Figure 26.21  Chapitre 24 : Questions 2, 3, 4 et 5