Évolution et classification du vivant

1. Évolution et classification du vivant Emmanuel Bernier

2. Quelques dates • 15 MMa : le Big Bang • 4,8 MMa : le système solaire • 4,5 MMa : la Terre • 3,8 MMa : l’apparition de la vie • 800 Ma : les végétaux • 700 Ma : les animaux • 470 Ma : les poissons • 450 Ma : la vie terrestre végétale • 370 Ma : la vie terrestre animale (amphibiens) • 225 Ma : les dinosaures • 145 Ma : les 1ers mammifères • 65 Ma : l’extinction des dinosaures • 55 Ma : la radiation des mammifères • 50 Ma : les archéocètes • 6 Ma : le 1er hominidé (bipède) • 2,5 Ma : le 1er Homo (Homo habilis) • 40000 a : l’homme moderne (Homo sapiens sapiens) • 50 a : la FFESSM • 30 a : l’ADAMS

3. La théorie de l’évolution • Lamarck (1800) : usage / désuétude, la fonction créé l'organe, hérédité des caractères acquis • Darwin (1859, soit 7 ans avant la publication du résultat des travaux de Mendel sur l’hérédité) ; 3 principes : • Mutation aléatoire des individus (descendance avec modifications) • Transmission des caractères aux descendants • Sélection naturelle des plus «aptes» : «struggle for life» • Pressions de sélection : les changements de l’environnement (biotope et biocénose) • Néo-Darwinisme : enrichissement de la théorie de l’évolution par la génétique et d’autres nouvelles disciplines (écologie, biologie moléculaire,…) • Les grandes extinctions : disparité - décimation - diversification  redistribution des niches écologiques

4. Les grandes extinctions

5. Contraintes du biotope • Milieu marin • Dense • Faible concentration d’oxygène • Équilibre osmotique • Milieu dulcicole • Température variable • Faible concentration d’oxygène • Pression osmotique • Milieu terrestre • Variabilité des conditions • Sec : déshydratation • Gravité

6. autotrophes producteurs de matière organique hétérotrophes réducteurs de matière organique hétérotrophes oxydeurs de matière organique champignons animaux végétaux -700 Ma -800 Ma -700 Ma (protozoaires et protophytes) protistes unicellulaires -900 Ma (parasites, amibes, foraminifères, µ-algues, ...) unicellulaires pas de noyau procaryotes -3,8 MMa (bactéries, algues bleues) Les règnes du vivant multicellulaires eucaryotes (noyau)

7. Autotrophie / Hétérotrophie • Un besoin vital : l’échange de matière et d’énergie (= alimentation ou trophisme) • Molécules organiques « CHONP » • Photosynthèse : • = synthèse de matière organique endogène • = autotrophie • = production primaire • = végétal • 6 CO2 + 6 H2O + Elumineuse C6H12O6 + 6 O2 • Oxydation : • = assimilation de matière organique exogène • = hétérotrophie • = digestion • = animal • matière organique + O2 énergie • Décomposition : • = recyclage de matière organique exogène • = champignons, bactéries

8. (selon le pigment utilisé pour la photosynthèse) rouges : algue à crochets, coralline, lithophyllum brunes : padine, cystoseire (rouge !) vertes : acétabulaire, codium, caulerpe, halimède algues -800 Ma tissus non différenciés à un corps (thalle) pigmenté, siège de la photosynthèse plantes à fleurs posidonies, cymodocées, zostères -55 Ma tissus différenciés à feuilles, tige, vaisseaux, racines Végétaux marins Les végétaux produisent de la matière organique par photosynthèse : énergie du soleil+matière minéraleÞmatière organique

9. Les 5 problèmes essentiels des animaux • Alimentation : trouver, capter et transporter le carburant aux cellules • Oxygénation : absorber et transporter le comburant aux cellules • Excrétion : éliminer des déchets métaboliques • Protection : retarder la fin • Reproduction : durer après la fin La façon de résoudre ces 5 problèmes distingue les grands plans d’organisation : différentes stratégies face aux mêmes problèmes

10. les planqués les véloces les coffre-forts les éliminés † les immangeables Morphogenèse : stratégies de protection carangue calmar ange poulpe araignée annélide pecten nudibranche langouste holothurie porcelaine vers plat méduse oursin étoile anémone ascidie composée éponge dure éponge molle ascidie solitaire corail

11. bilatéraliens radiaires Morphogenèse : organisation anatomique carangue calmar ange poulpe araignée annélide pecten nudibranche langouste holothurie porcelaine vers plat méduse oursin étoile anémone ascidie composée éponge dure éponge molle ascidie solitaire corail

12. Principaux embranchements de la vie animale marine

13. Ectoderme • Mésoderme • Endoderme acœlomate pseudo-cœlomate cœlomate Structure des triploblastiques 3 « couches »

14. Classification traditionnelle des espèces • Carl Linné au milieu du XVIIe siècle (Aristote,…) • Approche basée sur les similarités (mais pas toutes), et sur l’importance des différences morphologiques et écologiques (subjectif) • Espèce : individus inter-féconds à descendance féconde • EmClOFaGE : Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce Exemple de l’homme : Embranchement (Phylum) : Chordés Sous-Embranchement : Vertébrés Super-Classe : Gnathostomes Classe : Mammifères Sous-Classe : Placentaires Ordre : Primates Sous-Ordre : Simiens Famille : Hominidés Genre : Homo Espèce : sapiens

15. chéloniens lépidosauriens lépidosauriens oiseaux crocodiliens oiseaux chéloniens crocodiliens archosauriens reptiles diaspides saurospides Approche traditionnelle (Linné) Approche cladistique Cladistique • Basée uniquement sur les caractères homologues • Approche évolutionniste plus stricte et objective • Ne s’intéresse qu’aux groupes monophylétiques (incluant TOUS les descendants d’un ancêtre commun et SEULEMENT ses descendants)

16. Répartition du nombre d’espèces connues Euraryotes par règne Animaux par embranchement

17. Bibliographie • L’origine des espèces – C. Darwin – Flammarion 1992 • La mer et la vie – Y. Paccalet – Larousse 1994 • Atlas de biologie – G. Vogel – LGF 1994 • L’aventure animale – J. Bailenger – Belin 1995 • L’éventail du vivant – SJ. Gould – Seuil 1997 • L’évolution – H. Le Guyader – Belin (Pour la Science) 1998 • Dictionnaire étymologique de zoologie – B. Le Garff – D&N 1998 • La diversité du vivant – M. Lamy – Le Pommier 1999 • Se nourrir, se reproduire et autres fonctions du vivant – M. Lièvremont – Le Pommier 1999 • Principes de zoologie – C. Chapron – Dunod 1999 • La valse des espèces – Hors série Pour la Science - 2000 • La théorie de l’évolution – P. David, S. Samadi – Flammarion 2000 • Classification phylogénétique du vivant – H. Le Guyader – Belin 2001