Dossier TS

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2- Travail - D2 Génétique Évolution

D2
GÉNÉTIQUE et ÉVOLUTION

* * * * * *

 

* Acquis

1- Base de l’organisation : la cellule 

 3 catégories, 4 types

- Acaryotes : Virus

- Procaryotes: Bactéries (Eubactéries, Archaébactéries)

- Eucaryotes :

¢ animale

¢ végétale

 Structure des cellules eucaryotes (D2AP1) et Exo

 

2-Le chromosome -D2AP1

- Dans une cellule en activité (interphase G1): fibre de chromatine

Collier de nucléosomes spiralé
1 molécule d'acide nucléique (ADN) associée à des
protéines histones

- Dans une cellule en division

réplication : 1 chromosme dupliqué en 2 chromatides

condensation : chromosome métaphasique

- ADN : deux chaînes de nucléotides antiparallèles

nucléotide : association de 3 molécules

1 sucre: le désoxyribose

1 phosphate

1 base azotée parmi 4 possibles: A T C G

Exo  

- Les figures de mitose 

Préparation: duplication du chromosome formant 2 chromatides = Interphase G2

Les phases de la mitose:
     Prophase = condensation 
: chromosomes métaphasiques
     Métaphase = plaque équatoriale
     Anaphase = Séparation des chromatides
     Télophase = formation des 2 cellules filles


3- Biosynthèse protéique: -D2AP1

- Gène : segment d’ADN : séquence responsable de la synthèse d’une protéine

- Biosynthèse : 2 lieux, 4 étapes

* Noyau :

+ Transcription: ADN => ARNpm

+ Epissage : assemblage des exons

* Cytoplasme :

+ Traduction ribosomes et Réticulum Endoplasmique = REG

     codon => anticodon de ARNt-AAx... Code génétique

+ Maturation REG - Corps de Golgi - Vésicules/cytoplasme

bilan: protéine = séquence d'AA => fonction de séquence de nucléotides 

Exo

- Mutation : changement dans la séquence des nucléotides (ponctuelle pour 1 seul nucléotide)

Conséquences variables : nulle, sans conséquence, graves, favorable

a- Selon l’emplacement

Dans l’ADN hors gène (80 % de l’ADN cellulaire) => sans conséquence

Dans l’ADN non-codant d’un gène (-> intron) => sans conséquence

Dans l’ADN codant d’un gène (-> exon) => conséquences variables

b- Selon la formation

Déletion/Insertion => décalage des nucléotides => perturbation

Substitution/Inversion => changement d’un codon => conséquences variables

- Même AA correspondant => sans conséquence

- Nouvel AA => conséquences variables

* Configuration géométrique non/peu changée => sans conséquences

* Configuration changée conséquences variable

+ Hors site actif => sans/peu conséquences

+ Dans site actif => défaillance

Intérêt : parfois nouveaux allèles
 

4- Phénotype: expression particulière d'un caractère (exemple la Drépanocytose)

- A l'échelle de l'organisme: être essoufflé après un petit effort

- A l'échelle cellulaire: des hématies difformes

- A l'échelle moléculaire: les molécules d'hémoglobine fibreuses

 

5- L’arbre de vie des êtres vivants

- Organisation semblable : atomes, molécules, cellules

- Fonctionnement semblable :

* énergie : ATP, mitochondrie

* mémoire : ADN, code génétique, biosynthèse

* transmission : mitose

=> Héritage d’un ancêtre commun

- Des molécules semblables en structure et fonctionnement

* Dans des êtres vivants différents = molécules homologues [exemple: l'insuline - homme, boeuf, mouton, cochon,...]

* Dans le génome d'une espèce = famille multigénique [exemple: les globines chez l'homme]

=> Héritage d’un ancêtre commun

=> Une origine commune à tous les êtres vivants : LUCA

Last Universal Common Ancestor

=> Arbre : Quel degré de parenté ?

 

D2 A- Brassage génétique et Diversité des génomes

 

1-14  Reproduction sexuée et stabilité du caryotype

A- L’équipement chromosomique des cellules somatiques et sexuelles

Un caryotype => Présentation ordonnée des chromosomes métaphasiques d'une cellule

Condensés, fissurés en 2 chromatides

Une cellule somatique humaine.

=> Forme et contenu semblables pour 22 paires = Chromosomes homologues

= Autosomes

=> 2 chromosomes « solitaires » différents => non homologues

= Gonosomes (Homologues ches les femelles)

Une cellule sexuelle humaine.

=> 23 chromosomes uniques

=> Séparation des homologues

 

     B- Diploïdie et haploïdie (D2pl1)

Un cycle biologique chez les mammifères (humains) : Cycle diploïde 

Organisme (parent) – méïose – fécondation – organisme (descendant)

Un cycle biologique chez un champignon ascomycète (Sordaria) : Cycle haploïde 

Organisme (filament mycélien) – fécondation – méïose – Descendant (nouveau fimlament)

Bilan : Quelques définitions essentielles.
Diploïde: qui contient des paires de chromosomes homologues
Haploïde: qui contient des chromosomes uniques

¢ somatique humaine => 2n = 46

22 paires d’autosomes et 1 paire de gonosomes

¢ germinale humaine => n = 23

Mitose : division cellulaire avec conservation du patrimoine génétique

Méiose : division cellulaire avec réduction du patrimoine génétique

 

2-16 Le déroulement de la méiose (D2pl1)

 

A- Une division cellulaire (exo)

Interphase G1 – S – G2

Fin d’interphase : 1chromosome = 2 fibres associées (chromatides)

La division, en 2 temps

Méïose 1: Séparation des homologues (div. Réductionnelle)

- Pro. 1 : Condensation et association des chromosomes homologues => tétrades

- Méta. 1 : Plaque équatoriale

- Ana. 1 : séparation des chromosomes homologues

- Télo.1 : formation de 2 cellules n

Méïose 2 : séparation des chromatides (div. Equationnelle)

- Pro.2 : n chromosomes fissurés

- Méta.2 : plaque équatoriales

- Ana 2 : séparation des chromatides

- Télo.2 formation de 4 cellules n  

Evolution de la quantité d'ADN dans une cellule (schéma)

 

B- La méiose chez les humains

a- Dans les testicules des hommes : de la puberté à la mort

- Méïose complète et continue dans la paroi des tubes séminifères :

Préparation: 1spermatogonie => 1 spermatocyte 1

Méiose 1: 1 spermatocyte 1 => 2 spermatocytes 2

Méiose 2: 2 spermatocyte 2 => 4 spermatides

- Différenciation: 4 spermatides => 4 spermatozoïdes dans la lumière du tube

- Stockage dans le liquide séminale des vésicules séminales = sperme

- Sortie par érection-éjaculation, après stimulations.

b- Dans les ovaires des Femmes :de la puberté à la ménopause - Méiose discontinue (Doc 1)

- Avant naissance, dans l’ovaire du fœtus :

Mitoses des cellules germinales (2n): les ovogonies, puis arrêt des mitoses

Préparation: 1ovogonie => 1 ovocyte 1

Méiose 1: blocage en Pro1

Stock limité d’ovocytes 1 entourés de quelques ¢ accompagnatrices = follicules primordiaux

- De la puberté à la ménopause, pour 1 cycle donné :

3 mois avant l’ovulation du cycle

« réveil » de 100-300 Ovocytes I => mitoses des cellules accompagnatrices => Follicules I puis II puis III (cavitaires)

=> évolution des follicules et atrésie de la plupart

Dans le cycle en question:

J1 à J12: Maturation du follicule (1 seul au final = follicule mûr -Atrésie des autres)

J12 à J14: déblocage de la Méïose

Fin de Méiose 1: 1 ovocyte 1 => 1 ovocyte 2 + 1 Globule Polaire(GP)

(GP 1 = « poubelle à homologues ») 

Méiose 2: Pro2 – Méta2 / Blocage

J14: Ovulation = expulsion de l’ovocyte 2 dans son nuage de cellules folliculaires

     - Si présence de gamètes mâles : fin de méïose

Méiose 2: déblocage =>ovotide + GP 2 (« poubelle à chromatides »)

Différenciation: 1 ovotide => 1 ovule

 

4-20  Le brassage interchromosomique

A- Hérédité d’un caractère chez la souris ; jeu d’écriture.

Un seul caractère : couleur du pelage [phénotype]

Un seul gène gouverne ce caractère (génotype)

2 allèles possibles : gris (sauvage) et blanc = albinos (muté)

Les ¢ somatiques sont diploïdes => possèdent 2 exemplaires du gène

Homozygote => 2 allèles identiques

Hétérozygote => 2 allèles différents  

Les croisements :

Parents toujours homozygotes = souches pures

Croisement de Parents de souches différentes : P1 [gris] X P2 [blanc]

Résultat = F1 (1° génération) = Hybride

Tous les F1 sont gris

Chaque individu F1 a reçu 1 allèle gris et 1 allèle blanc => hétérozygote

Conclusion : l’allèle gris s’exprime => gris est dominant, blanc est récessif

Jeu d’écriture (D2pl1 page 2)

Repérer les allèles : 2 possibilités

Soit une initiale avec Majuscule pour Dominant et minuscule pour récessif

G (gris) et a (blanc = albinos)

Soit l’initiale de la mutation pour l’allèle muté généralement récessif (préférable)

a (albinos) a+ (gris)     + représente la forme sauvage souvent dominante de l’allèle

Génotype : parenthèses – diploïde avec 2 allèles – haploïde avec 1 seul allèle

Croisement test

Une souris grise peut être homozygote ou hétérozygote :
Comment savoir ?

En faisant le croisement test = [Dominant] x P2 [Récessif]

Résultats (du livre) ;

50 % des descendants [gris] 50 % [blanc] => parent hétérozygote

Analyse ;

Le parent [Récessif] ne fournit que l’allèle a dans ses gamètes

Pour les 50 % de [a+], le parent [Dominant] a du fournir un gamète avec a+

Pour les 50 % de [a], le parent [Dominant] a du fournir un gamète avec a

Donc le parent [Dominant] possède les 2 allèles a+ et a => hétérozygote

Remarque : si les résultats étaient : 100% des descendants [gris]

=> le parent [Dominant] serait  homozygote  

AP1 : sordaria

Pour les asques avec 4-4 => D2pl1 (page 2)

 « séparation ordonnée des homologues dans la méiose

C’est unevisualisation du déroulement de la méiose 

B- Croisement pour deux caractères : dihybridisme AP3

F1 est à 100 % de type [v+,e+]

L’analyse du croisement test

      Résultats: 50 % de phénotypes parentaux et 50 % de phénotypes nouveaux
Analyse: le parent [récessif] ne fournit qu'un seul type de gamète: (v e), avec les 2 allèles récessifs
              Pour obtenir les 4 sortes de descendants, le parent [dominant] doit donc fournir des gamètes avec:
                              (v+ e+) pour [v+ e+]
                              (v+ e)   pour [v+ e]
                              (v e+)   pour [v e+]
                              (v e)     pour [v e]
              Donc le parent [dominant] fabrique 4 sortes de gamètes
                       50 % de gamètes types parentaux (v+ e+) et (v e)
                       50 % de gamètes nouvelles (v+ e) et (v e)
     
                  Le parent [dominant] contient donc les allèles + et mutés => ils est hétérozygote
             Une fois sur 2, l'allèle + d'un gène se retrouve l'allèle muté de l'autre gène
                       => ils ne sont donc pas transmis ensembles c'est donc qu'ils sont sur 2 chromosomes différents
                       => les gènes sont donc
indépendants

 

Donc pour les ¢ : 2n = 4
La méiose (AP3 p3) donnent 4 sortes équiprobables de gamètes par séparation aux hasard des chromosomes parentaux

 

Bilan: la séparation des homologues parentaux se fait au hasard, durant la méiose 1

=> Constitution de 2 lots haploïdes de chromosomes (1 seul homologue de chaque paire) 

- Chaque lot est constitué de chromosomes paternels ou maternels, au hasard 

=> Brassage interchromosomique (exemple avec 2n = 6)

- Chez 1 humain le nombre total possible de lots différents = 223 = 8 388 608 


5-22  Le brassage intrachromosomique

B- Résultats surprenants chez Sordaria : les asques 2222 ou 242 ?

Echange de tronçons de chromatide au cours de la méiose 1

Croisement (chiasma) suivi par rupture/échange de tronçons

= crossing-over 
Crossing.gif

A- Chez Drosophila : un croisement aux résultats inattendus.

¤-   P1  [v+,b+] longue/rouge   P2    [v ,b] vestigiale/brun       => F1  [v+,b+]

¤- Croisement test : 4 phénotypes

[v+,b+]          31,5 %          type parent P1

[v ,b]          31,5 %            type parent P2

[v+ ,b]          18,5 %

[v ,b+]          18,5 %

Analyse : Ce sont les gamètes des F1 qui déterminent les phénotypes

63 % des gamètes de F1 de types parentaux (P1 et P2)

37 % de types nouveaux

Puisque la majorité est de type associé (v+,b+) (v,b)=> les gènes sont liés

=> jeux d’écriture, et schémas

Les cas minoritaires sont des « échanges » => crossing over pendant la gamétogenèse. 

 

Brassage intrachromosomique et diversité des gamètes.  

- En Prohase 1 : bivalents = tétrades 

Chiasma entre les chromatides paternelles et maternelles

= Crossing-over => Chromosomes « patchwork »=> C. recombinés 

=> Brassage intrachromosomique (en plus du brassage interchromosomique) 

- Bilan : Chaque gamète contient un lot haploïde unique de chromosomes.


6-24  La fécondation. Autre source de diversité génétique

A- Un même scénario pour toutes les espèces : Mammifères (humains) Doc1

Phase 1 : Arrivée des gamètes mâles

- Déblocage de la méiose => ovotide + GP => ovule 

- Traversée des cellules folliculaires => resserrement des cellules = barrière 1 

Phase 2 :digestion/traversée de la zone pellucide
Phase 3 : contact entre les membranes plasmiques ovule-spermato. 

=> sécrétion de la membrane de fécondation par l'ovule = barrière 2

- Formation d'un canal membranaire

- Entrée du noyau mâle dans le cytoplasme et décompaction = 2 pronucléi  

- Assemblage des chromosomes en métaphase de 1° mitose = Cellule oeuf  

B- Fécondation et diversité génétique des individus

Nouveaux génotypes => exemple des F2 chez les mouches (AP3 p3) ou les souris (livre)

=> tableau de croisement

4 phénotypes différents

9 génotypes différents :

3 parentaux (P1, P2, F1)

6 nouveaux : 4 homozygotes simples et 2 doubles

Fécondation= assemblage de 2 gamètes uniques

=> 223 x 223 = 246  (sans les brassages intrachromosomiques)

Chaque individu est génétiquement unique au monde (à part les vrais jumeaux)

=> diversité infinie !


7-26  Des accidents au cours de la méiose

A- Des anomalies de la répartition des chromosomes

2 exemples à l’origine de disfonctionnement :

La trisomie 21.

Le syndrome de Turner.

Origine : non dissociation

soit des chromosomes homologues en méiose 1

soit des chromatides en méiose 2

Remarque : nombreux cas possibles mais souvent non viables (fausses couches)

B- Des accidents chromosomiques sources de diversité génétique

Accident : crossing-over inégal => des chromosomes recombinés

Avec des tronçons en moins =>donc des zones haploïdes

Avec des tronçons en plus => donc des zones polyploïdes (tri, …)
   => Duplication de certains gènes sur certains chromosomes

Constitution d’une famille multigénique : exemple de l’hémoglobines (AP4)

Description: hétéroprotéine (chromoprotéine) hème+globine (spécifique)

1 globine = 4 chaînes protéiques 2 alpha, 2bêta pour HbA adulte (la plus abondante)

Il existe 6 chaînes possibles => donc 6 gènes différents

6 locus sur 2 chromosomes : 11 (bêta, delta, epsilon, gamma) et 16 (alpha, zeta)

Au cours de la vie: activation et mise en sommeil

Embryon ( z a )

Fœtus: HbF ( a g )

Imago: HbA1( a b ) ou HbA2( a d ) 

Remarques:

Protéines similaires (séquence – fonction) => molécules Homologues 

Présentes dans le même génome => famille multigénique

      Mise en place de la famille multigénique:
           
Duplication + Translocation  <=> Crossing-over inégal
            Mutations différentielles
Rappel: Molécules homologues => molécule issues d’un ancêtre commun    

Protéines similaires (séquence – fonction) => molécules Homologues
Présentes dans le même génome => famille multigénique
=> arbre de parenté construit sur le pourcentage des différence entre les molécules
 

Bilan 31 

Test 34

 

* * * * * * * * * * * * * *
 
 

 

B- D'autres mécanismes de diversification des êtres vivants


1-40  Un mécanisme de diversification des génomes : polyploïdisation

A- L’histoire d’espèce polyploïde Spartina anglica

S. maritima : 2n = 60

Introduction de S. alterniflora  2n = 62

Hybridation => S. townsendii   2n = 30+31

Stérile (appariement incorrect)

Reproduction asexuée (bouturage, …) => extension

Accident durant une mitose: Anaphase sans séparation cellulaire => S. anglica 2n = 122

=> 2 lots des chromosomes parentaux

Non stérile et envahissante

 

B- L’importance dans l’évolution des especes

      Autopolyploïdie (chez la même espèce)  - Allopolyploïdie (entre espèces différentes)

      Fréquent chez les végétaux: 70 % des angiospermes

      Plus Rare chez les animaux.

 

2-42  Les transferts « horizontaux » de gènes

1- Des mécanismes connus de transferts horizontaux

Transfert direct depuis le milieu de culture => important chez les bactéries

Transfert indirect par infection virale 

2- Des arbres phylogénétiques apparemment contradictoires

Arbres construits avec 2 sortes de molécules homologues

Des gènes fondamentaux => arbre a

Un gène d’une protéine anti-gel => arbre b différent

Conclusion : le gène fut transféré ponctuellement à des espèces différentes.

3- Les arbres phylogénétiques sont plutôt des réseaux phylogénétiques.

Ordinairement: transfert vertical (parents => descendants) => arbre phylogénétique

Avec transfert horizontal => liens entre branches de l'arbres => réseau phylogénétique

 

3-44  Gènes du développement et plan d’organisation

A- Gènes homéotiques et plans d’organisation

Les mêmes gènes pour construire des plans d’organisation différents.

Une comparaison de gènes homéotiques.

Gènes homologues entre espèces différentes

Gènes homologues en familles multigéniques dans chaque espèce

Importance de l'ordre des gènes sur le chromosome => axe antéro-postérieur.
Activation chronologique et localisée des gènes

B- Des cas particuliers

Les serpents sans pattes.

Vertèbres avec/sans appendices

Serpents : uniquement des vertèbres avec côtes

Zone étendue de l’expression de ce gène

Fausses pattes chez les chenilles.

Gène inhibant l’expression du gène responsable des appendices.

Présent dans l'abdomen des adultes => appendices absents sur les anneaux de l'abdomen

Absent chez la larve => appendices présents sur tous les anneaux

 

 

4-46  Gènes du développement et morphologie

A- Les pinson de Darwin

1- Forme du bec et expression du gène Bmp4.  

Isolement géographique + nourriture disponible => pression de sélection

=> Morphologie du bec selon le régime alimentaire

Gène Bmp4 : chronologie + intensité => variations : pointu – fort - allongé

Localisé => pointe du bec

Précocité => Amplifié

Intensité => Accentué

Mise en évidence de l’intensité de l’expression du gène: voir schéma

 

B- Chronologie et durée de l’expression génétique.

Les étapes du développement: jeune - adolescent - adulte
        La durée des étapes varie selon les espèces =>Exemples:

Blocage au stade juvénile chez le cerf des îles => petite taille des bois

Allongement du dernier stade (adulte) au dépens des 2 premiers => rostre plus long chez des oursins microscopiques.


5-48  Symbioses et diversité des êtres vivants

Association à bénéfice réciproque

1- Les mycorhizes : une croissance favorisée

Association champignons (filaments) + racines de plantes => croissance assurée

Champignon => fourniture d’eau et de sels minéraux

Plante => fourniture de matières organiques 

2- Le lichen : Des nouvelles molécules

Association algue + champignon

Production d'un pigment protecteur du soleil : la pariétine

3- Fourmis champignonnistes : nouvelles structures

Réserves mycélliennes de sucres et protéines

4- Fourmis champignonnistes : nouveau comportement

Déplacement des anémones symbiotiques (algues vertes dans les tentacules) vers la lumière

 

6-50  Une transmission culturelle des comportements

Un comportement résulte de :

Une structure génétiquement déterminée

Un apprentissage (l’usage dans son environnement)

A- L’apprentissage du chant chez les oiseaux

La diversité du chant chez les pinsons mâles

Intérêt: choix sexuel des femelles

La transmission du chant chez le Diamant mandarin.

2 individus dans 2 environnements sonores => 2 chants différents.

B- L’utilisation d’outils chez les chimpanzés

Nombreuses pratiques culturelles, selon les communautés

Observation + imitation

Expériences => confirmation de la transmission

Le non usage entraine l’oubli

 

Bilan 55 

Test 58

* * * * * * * * * * * * * * 

C- l'Homme dans l’évolution


3-88 La grande famille des primates 

A- Des espèces de primates actuelles et fossiles.

Des caractères dérivés qui fondent le groupe des primates.

Orbites rondes et larges, à l’avant => vision binoculaire 

Pouces opposables

Ongles au lieu de griffes

Le plus vieux fossile : 55 MA

Exemple : Ida, (1 m – 800 g) proche des Lémuriens (peigne dentaire – incisive)

B- Un arbre phylogénétique des grands groupes de primates

Selon différents caractères dérivés partagés => ancêtre commun virtuel
voir AP5

Construire un arbre à partir des caractères dérivés :

C03Arbre2.gif 

Résultat
 

4-90 La diversité des grands singes : les hominoïdes AP5

Une grande diversité, aujourd’hui disparue

Les derniers « grands singes ».

Une parenté précisée grâce à des données moléculaires.  

Une diversité connue grâce aux fossiles.

Proconsul 18 MA

Toumaï 7MA

 

1-84 Une remarquable proximité génétique

Une comparaison des caryotypes de quelques hominoïdes

Comparaison du caryotype de quatre espèces.

Des différences qui peuvent s’expliquer par des remaniements chromosomiques.  

Analyse du séquençage des génomes : Homme - Chimpanzé

Similitude de 98,77 % - séquences de nucléotides

Autres différences : courtes séquences

=> insertions – délétions – duplications (copies de gènes)

Total des différences = 6-7 %

Hommes et Chimpanzés partagent un ancêtre commun récent (91)

Arbres => 6-8 MA

Beaucoup de « comportements » partagé avec l’homme

=> Bagage ancestral commun

5-92 Les caractères dérivés propres aux humains Pl2

  

      Principaux caractères dérivés partagés

 C10CaracHom.gif

 

 C10Homo.gif

 

 2-86 L’acquisition du phénotype humain ou simien.

A- Les principales étapes du développement

C11Homo.gif   

Phase embryonnaire => mise en place des organes 

A partir de cellules souches :

Processus régulé dans le temps (durée) et l’espace (lieu) – gènes homéotiques

Neurones du cerveau 5000/s

Croissance  

H- voûte cranienne – menton => stade juvénile allongé

C- crâne étiré (trou vers arrière) – prognathisme + crocs

 

B- L’importance de la relation aux autres individus.

Exemple: le langage articulé : spécificité de l’Homme

Organe adapté : larynx en position basse

L’organe seul ne suffit pas :

- Les « enfants sauvages » ne développent pas de langage articulé
- La mise en place se fait durant les premiers stades , à partir de différentes fonctions sensorielles stimulées => environnement


6-94 Des caractères partagés par de nombreux fossiles Pl2  

Les principaux groupes

- Australopithèques (Lucy : 1974 Ethiopie par Yves Coppens => A. afarensis)

- Paranthropes

- Homo
- Homo habilis

      - Homo erectus

      - Homo sapiens
        Néanderthalensis
        Sapiens

Quelques remarques

 C16Homo.gif

A noter:
- Crâne: volume croissant
- Outils: avec la pierre => ...lithique
- Géographie: Sortie d'Afrique de H. erectus
- Rites funéraires: après H. erectus

 

7-96 Une phylogénie en discussion PL2

      ¤ Une évolution buissonnante: 

¤ Homo erectus : La sortie du berceau aricain

C17Homo.gif

¤ Homo néeanderthalensis :
Quelles relations avec H. sapiens ?

Strictement en eurasie

Populations isolées par les glaciations

Eteint il y a 30 000 ans

1-4 % du génome néanderthalien se retrouve dans les populations eurasiennes

=> échange limité

¤ L’origine de l’homme moderne

Plusieurs scénarios sont possibles.

Arche de Noé – Out of Africa - Remplacement

Multirégional - Candélabre

 C19HomScena.gif

 

Bilan 101 

Test 104

 

* * * * * * * * * * * * * *  

 

D- Evolution et biodiversité

 

1-64 Mécanismes évolutifs et biodiversité AP6

A- La sélection naturelle D01Phalen.gif

Exemples

Phalène du bouleau

Drépanocytose

Un mécanisme automatique

Variabilité dans la population

Hérédité des variations

Reproduction différentielle (avantage sélectif)

     B- Le jeu du hasard

Trois niveaux d’intervention du hasard.

Hasard des mutations aléatoires à l’origine des allèles

Hasard de la dérive génique avec l’effet fondateur

Hasard des variations de l’environnement => (+/-) avantages sélectifs

Climatique (paludisme)D02dinos.gif

Géologique (Volcans / tectonique – isolement géographique)

Astronomique (Météorites)

Anthropique (Phalène)

Conséquences de variations majeures = crises biologiques 

Exemple: la Crise crétacé-tertiaire (Doc)

Disparition- Extinction des Dinosaures

Emergence-Diversification des Mammifères

2-66 Comprendre l’histoire d’une population

A- Sélection naturelle et fréquence des éléphants sans défenses

Dans les populations naturelles. Majoritairement avec défenses

Caractère : défenses (dominant) – sans défense (récessif)

Avantage sélectif = présence de défense

Une population d’éléphants en Zambie.D05ElephEvol.gif

Environnement anthropique : braconnage

=> Avantage sélectif = absence de défense

Avec le temps => population Majoritairement sans défense

Conséquence :

Réduction de la population

Majorité de sans défense

     B- Quand la dérive génétique s’en mêle

L’histoire d’une population d’éléphants en Afrique du Sud : Addo

Origine : 1831 avec 8 femelles et 3 mâles = petite population sauvegardée

Aujourd’hui : population reconstituée avec 98 % des femelles sans défenses

=> effet fondateur important avec dérive génique

Autres populations d’Afrique du Sud

Confirmation moléculaires de populations différentes par effet fondateur

3-68 L’espèce : des définitions et des critères

A- Le concept d’espèce a changé au cours du temps

La notion pré-darwinienne de l’espèce.

Etres vivants semblables et reproductibles à l’identique

=> une classification par ressemblance en groupes (taxons) emboités :

Règne – Embranchement – Classe – Ordre – Genre - Espèce

Vision fixiste de la nature sans question sur les origines.

Une définition post-darwinienne en lien avec la théorie de l’évolution. D10ElephDerGen.gif

Parenté plus ou moins grandes (organes – molécules => homologues)

Variabilités plus ou moins importantes (allèles) et permanente (générationelle)

=> Evolution des groupes dans le temps et l’espace (environnements)

Emergence de groupes (espèces) nouveau = spéciation

Disparition de groupes = Extinction de groupes (espèces)

 

Interfécondité des individus  = une espèce => entité dynamique

B- Concrètement pour délimiter une espèce, nombreux critères dont :

Critères phénétiques = descriptifs

Critères écologiques

Milieu de vie

Régime alimentaire

Critères biologiques

Interfécondité

Analyse moléculaire

4-70 Des exemples de spéciation

A- Spéciation avec isolement géographique

Un exemple de spéciation chez un lépidoptère.

Fragmentation de l’aire de répartition par les glaciations

2 sous groupes à évolution parallèle

Extension des aires => même zone de répartition mais reproduction impossible

=> 2 espèces différentes

D13Papil.gif 

B- Spéciation dans un même milieu : adaptation alimentaire différentielle

Spéciation chez les Cichlidés du lac Apoyo.

Une population originelle avec variation alimentaire surface-profondeur

Les mieux adaptés profitent des aliments soit en surface soit en profondeur

Non reproduction des intermédiaires

Constitution de 2 groupes de plus en plus adaptés => 2 espèces

D14pois.gif 

 

Bilan 75 

Test 78

 

* * * * * * * * * * * * * *

 


Date de création : 13/11/2013 ¤ 18:06
Dernière modification : 17/03/2015 ¤ 12:15
Catégorie : 2- Travail
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