Origine des espèces

1. Évolution et diversité du vivant Caroline Bochud Cégep François-Xavier-Garneau Origine des espèces La poule est crée par l’œuf pour donner un autre œuf. L’œuf est crée par la poule pour donner une autre poule.

2. Origine des espècesConcept de l’espèce Selon Ernst Mayr (1942) une espèce biologique est: Une espèce est un groupe de populations naturelles pouvant se reproduire entre elles dans la nature et qui est isolée au niveau de la reproduction des autres groupes. Et on a ajouté: Cette espèce doit pouvoir engendrer une descendance viable et féconde

3. Origine des espècesConcept de l’espèce • Les limites du concept biologique de l’espèce • Ça ne s’applique pas aux organismes à reproduction asexuée (ex; les bactéries se reproduisant par elles-mêmes) • On ne peut être au courant de tous les cas possibles de copulation (interfécondité) • Certaines espèces se différencient bien à l’état adulte mais pas dans les autres stades de vie • Les espèces ayant vécu dans le passé (fossiles)

4. Origine des espècesConcept de l’espèce • Concept de l’espèce morphologique • caractéristiques structurales, taille, couleur, formes, etc. ---- • Concept de l’espèce écologique • caractéristiques géographiques, habitat, mode d’alimentation • Concept de l’espèce phylogénétique • caractéristiques basées sur liens des organismes avec un ancêtre commun • Concept de l’espèce paléontologique • différences morphologiques selon l’ordre d’apparition des fossiles. Phylogramme

5. Origine des espècesBarrières reproductives Isolements reproductifs prézygotiques gamétique éthologique écologique temporel mécanique

6. Origine des espècesBarrières reproductives Isolements reproductifs postzygotiques Hybrides frêles Hybrides de la F2 frêles et stériles Hybrides viables mais stériles

7. Origine des espècesVoies évolutives de spéciation Anagenèse • Directionnel • Accumulation de changements héréditaires • Cladogenèse • Divergence • Arbre avec branches • Grande diversité biologique 14:40 8:30

8. Origine des espècesLes modes de la spéciation Allopatrique • Autre patrie • Barrière physique • Sympatrique • Même patrie • Pas de barrière physique

9. Origine des espècesLa spéciation allopatrique Divergence des populations allopatriques de drosophiles • La sélection naturelle favorise les individus les mieux adaptés aux nutriments offerts, après plusieurs générations. • Une barrière reproductive physique se forme entre les populations. 22 9

10. Origine des espècesLa spéciation allopatrique • Spéciation allopatrique des écureuils du grand canyon • La taille de la barrière dépend de la capacité de déplacement des individus de la population

11. Origine des espèces La spéciation sympatrique • Spéciation sympatrique des larves de sous-populations de mouches Rhagoletis pomonella • Les deux formes de larves (aubépine et pomme) se sont adaptées aux dates de maturation de leurs fruits respectifs. • Les deux populations se retrouvent sur le même territoire mais sont incapables de se reproduire ensemble.

12. Origine des espècesLa spéciation Les caribous des bois de la population montagnarde de la Gaspésie. (Rangifer tarandus hastilis) 15:00 8:50

13. Questions 1. Selon vous, le caribou des bois de la Gaspésie pourrait-il être considéré comme une nouvelle espèce de caribou, comme par exemple le caribou des montagnes? 2. Pourquoi est-il important selon vous de savoir s’il s’agit bien de la même espèce? Qu’est-ce que ça entraîne au niveau légal? 3. Lorsqu’une population est isolée et confinée comme celle-ci, et que le nombre d’individus est très bas, quels sont les effets sur diversité biologique de l’espèce? 4. Quels sont les facteurs qui exercent présentement une pression de sélection sur la population de caribous montagnards de la Gaspésie?

14. 5. Comment pourrait s’expliquer l’origine de la spéciation chez la population montagnarde des caribous des bois? 6. De quelle manière la spéciation se fait-elle chez le caribou de la Gaspésie? Et comment la sélection naturelle agit-elle? 7. Comment les biologistes peuvent-ils savoir si la population est considérée comme isolée des autres populations par rapport à sa reproduction, si les critères morphologiques (comme l’apparence) ne sont pas évidents? 8. Que pourrait proposer le plan de conservation de cette sous-espèce? Autrement dit, comment pourrait-on conserver la diversité biologique à l’intérieur de l’espèce du caribou des bois?

15. 9. Suite à la question 4, par quelle méthode (vue au laboratoire) pourrait-on observer la fréquence de chaque allèle dans les différentes populations de caribous, afin d’évaluer les probabilités que la population de caribous montagnards soit différente des autres dans sa génétique ? Décrivez

16. Technique des RFLP (Polymorphismes de longueurs de fragments de restriction) • C’est la détection indirecte des variations au niveau de l’ADN de la sous-population à partir de la présence/absence de sites de restriction (marqueurs génétiques). • Extraction de l’ADN (après une biopsie) • Amplification de l’ADN par PCR • Digestion par une enzyme de restriction (coupe de l’ADN) • Électrophorèse sur gel d’agarose pour séparer les fragments RFLP selon leur taille et visualisation par coloration. • Comparaison des différents génotypes (fréquences de chaque allèle) des sous-populations de caribous des bois.

17. Origine des espècesRadiation adaptative 15:45 9:35

18. Origine des espècesRythme de la spéciation Gradualisme • Divergence petit-à-petit • Lent et graduel • Équilibres • ponctués • Divergence • brusque • Rapide et soudain Stephen Gay Gould et Niles Eldredge, 1972 Darwin 1859

19. Origine des espèces Phylogénie et Taxonomie Cladogramme

20. Évolution et diversité du vivant Caroline Bochud Cégep François-Xavier-Garneau Origine de la vie 16:00 9:50

21. Principaux épisodes de l’histoire de la vie Origine de la vie Apparition de la Terre: 4.6 milliards d’années Apparition de la vie: Premiers procaryotes: 3.5 à 4 milliards d’années Accumulation d’O2 et photosynthèse Premiers eucaryotes Premiers animaux Complexification des animaux Colonisation de la terre ferme Extinction des dinosaures (premiers mammifères Apparition des premiers hominidés 3 règnes: Végétaux, Protistes, Mycètes Protistes Photosynthèse

22. Les stromatolithes sont Origine de la vie fossiles de procaryotes les plus anciens Coupe d’un stromatolithe

23. Origine de la vie Archives etTemps géologiques Précambrien Paléozoïque Mésozoïque Cénozoïque

24. Les extinctions massives marquent les transitions entre les temps géologiques Origine de la vie • 2 principales extinctions: • - Permien (250 MA) • 96% des espèces d’animaux marins • Crétacé (65 MA) • Animaux et végétaux terrestres et marins

25. Origine de la vie Théorie 1: L’origine cosmique de la vie 16:15 10:05

26. Origine de la vie Théorie 2: Les sources hydrothermales; un milieu favorable à la vie au fond des océans

27. Origine de la vie Théorie 3: Soupe primordiale Expérience de Miller & Urey

28. Origine de la vie Les 4 étapes de l’évolution chimique de la vie 1. Synthèse de molécules organiques (monomères) par voie abiotique (sans vie) (Miller&Urey) 2. Synthèse abiotique de polymères à partir de monomères 3. Formation de protobiontes  4. Apparition de l’hérédité

29. Origine de la vie Les fossiles; instruments pour reconstituer l’arbre de la vie 16:30 10:20

30. Exemples de fossiles Origine de la vie

31. Origine de la vie

32. Origine de la vie

33. Origine de la vie Les conditions de la fossilisation 1. L’animal meurtet son cadavre va finalement se déposer sur le fond d’un cours d’eau, d’un marais, des mers, etc. 2. L’animal doit être ensevelirapidement. Cela isole le cadavre des courants trop violents, des prédateurs charognards. 3. Il faut que le milieu soit anaérobieou anoxique, i.e. dépourvu d’oxygène.

34. Origine de la vie Datation relative, à partir de fossiles « index »

35. Datation radiométrique (absolue), à partir des radio-isotopes Origine de la vie