CM2 PDF: Considérations démographiques et théories de l'évolution

Considérations démographiques Thomas Malthus (1766-1834) Economiste -Publie en 1786 un « Essai sur le principe de population » - En conséquence de la reproduction de chaque individu, l’effectif d’une population est en progression exponentielle tandis que les ressources croissent de façon arithmétiqu...

Considérations démographiques Thomas Malthus (1766-1834) Economiste -Publie en 1786 un « Essai sur le principe de population » - En conséquence de la reproduction de chaque individu, l’effectif d’une population est en progression exponentielle tandis que les ressources croissent de façon arithmétique  Caractère inévitable de catastrophes démographiques Applicable à l’ensemble du vivant Notion de « lutte pour l’existence » 1. Les individus des espèces produisent plus de descendants qu’il n’en peut survivre 2. Les populations sont remarquablement stables 3. Les ressources sont limitées  Il existe au sein des populations une lutte pour l’existence « Aussi, comme il naît plus d’individus qu’il n’en peut vivre, il doit y avoir, dans chaque cas, lutte pour l’existence, soit avec un autre individu de la même espèce, soit avec des individus d’espèces différentes, soit avec les conditions physiques de la vie » Charles Darwin dans L’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle  Pour Darwin, la survie dans la lutte pour l’existence n’est pas due au hasard mais aux capacités héréditaires des individus, c’est un processus de sélection naturelle Principe de la sélection naturelle Exemple : les oiseaux sombres sont mieux adaptés car les prédateurs les voient moins bien que les oiseaux clairs Prédateurs = pression de sélection Synthèse il existe une variabilité au sein des populations naturelles, entre les individus d’une même espèce. Celle-ci est transmissible des parents aux enfants. les ressources du milieu sont limitées par rapport à la tendance à l’accroissement de l’effectif de la population. Il en résulte une compétition entre les individus. Il existe un avantage lié à certaines de ces variations, rendant les individus qui les portent plus efficaces dans la compétition ; ceux-ci survivent et se reproduisent mieux. La sélection naturelle effectue alors un tri entre les individus. Ceux qui portent des variations favorables laissent plus de descendants, portant eux-mêmes cette modification. Ainsi, les individus porteurs de ce caractère sont de plus en plus nombreux dans les populations. Bilan  Darwinisme = Première théorie scientifique de l’évolution (observations rigoureuses, expérimentations) Mais Darwin ne fournit aucune explication à la variation et à la variabilité ( aptitude à varier ) des espèces. Comme Lamarck, il ne donne pas d’explication satisfaisante de l’hérédité. Perspective historique et théorie Darwinienne de l’évolution I. Les approches de la théorie de l’évolution avant Darwin II. Charles Darwin et la sélection naturelle III. Néodarwinisme et théorie synthétique de l’évolution La réfutation de l’hérédité des caractères acquis August Weismann ( 1834 -1914 )  montre que très tôt au cours du développement embryonnaire des animaux, quelques cellules s’isolent, formant la lignée germinale qui ne participe pas à la construction de l’organisme mais uniquement à la production de gamète.  Les cellules somatiques étant les seules susceptibles d’acquérir des transformations liées à l’usage ou au non-usage, celles-ci ne peuvent être transmises via les cellules germinales  théorie du plasma germinatif La redécouverte des travaux de Mendel en 1900 Les individus ne font que transmettre ce qu’ils ont reçu Ils n’en transmettent que la moitié à chaque descendant L’élucidation des mécanismes de l’expression des gènes permettra de définitivement réfuter l’hérédité des caractères acquis Transmis à la descendance  Produit de l’interaction de l’ADN et de avec l’environnement Les individus sont « des artifices inventés par les gènes pour se reproduire » (Gouyon et al. 1997) Les caractères acquis ne peuvent donc pas être transmis Le mutationnisme (début XXème siècle) Hugo Marie De Vries Apparition d’une nouvelle espèce à partir d’une seule mutation (macro-mutation) : Mutations = rôle essentiel Sélection naturelle = rôle mineur William Bateson L’apport des travaux de Morgan  Les mutations peuvent être suffisamment petites pour permettre un changement graduel au sein des populations Thomas Hunt Morgan 1866-1945 Prix Nobel de médecine et physiologie 1933  Transmission héréditaire étudiée sur des élevages de Drosophile avec une attention particulière pour les mutations. Synthèse entre génétique généalogique mendélienne et darwinisme R. Fisher (1930) S. Wright (1931) J.B.S Haldane (1932)  Ils raisonnent à l'échelle des populations  l’évolution est la variation temporelle de la fréquence des gènes dans une population, variation due à la sélection naturelle de petites mutations aléatoires dont les effets sont additifs ou non additifs L’explication de l’origine de la biodiversité Theodosius Dobzhansky 1937 : Genetics and the origin of species Généticien de culture naturaliste Ernst Mayr 1942 : Systematic and the origin of species Zoologiste ornithologue George Gaylord Simpson1944 : Tempo and mode in evolution paléontologue G. Ledyard Stebbins 1950: Variation and evolution in plants Généticien botaniste  Modèles de spéciation, origine de la variabilité génétique etc… voir chapitres suivants ! La théorie synthétique de l’évolution  n'est pas un dogme mais un instrument de travail susceptible d'évoluer en intégrant sans cesse les derniers progrès et découvertes. Perspective historique et théorie Darwinienne de l’évolution I. II. III. IV. Les approches de la théorie de l’évolution avant Darwin Charles Darwin et la sélection naturelle Néodarwinisme et théorie synthétique de l’évolution Le rythme de l’évolution Le gradualisme phylétique  les nouvelles espèces surviennent par transformation graduelle des espèces ancestrales Par anagénèse: transformation lente et progressive au cours du temps Et cladogénèse: ramification sources de nouvelles lignées Gradualisme chez les ammonites d’après Tintant 1963 http://www.evolution-biologique.org/mecanismes/speciation/theoriedes-equilibres-ponctues.html Théorie des équilibres ponctués Proposée par les paléontologues Niles Elredge et Stephen Jay Gould en 1971 Observations paléontologiques : Les fossiles d’une espèce donnée montraient tous de petites modifications durant leur vie De nouvelles espèces, dérivées d’espèces anciennes possèdent toujours des différences bien nettes entre elles. La plupart des changements surviennent lorsqu’une petite population devient isolée et se divise pour fonder une nouvelle espèce  Les espèces subissent la majorité des changements lorsqu’elles divergent de l’espèce parentale Le trilobite du genre Phacops illustre le modèle des équilibre ponctués Centre des USA Mer épicontinentale C1 Dévonien moyen 15 B1 16 A 18 Le trilobite du genre Phacops illustre le modèle des équilibre ponctués Centre des USA Mer épicontinentale Est des USA Mer marginale C1 stase C 16 15 15 Dévonien moyen Vitesse de l’évolution Evolution stase Evolution B1 16 B 17 stase Evolution A 18 A1 18 stase Evolution stase Evolution Gradualisme Equilibres ponctués