Fiche de révision : Bases théoriques de l’évolution

📋 Plan du Cours

1. Définitions et premières conceptions évolutives
2. Théories évolutionnistes avant Darwin
3. Darwin et la sélection naturelle
4. Conditions et effets de la sélection
5. Valeur sélective et exemples
6. Formes de sélection naturelle
7. Évolution des populations sous sélection

📖 1. Définitions et premières conceptions évolutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Évolution biologique : Ensemble des processus qui ont transformé la vie sur Terre, des formes primitives à la diversité actuelle, et qui se manifestent par des changements phénotypiques des organismes au fil des générations.

★ À maîtriser

📌 Le fixisme affirme que les espèces sont fixes et n’évoluent pas, tandis que le transformisme affirme qu’elles se transforment au cours du temps.

Compléments

• La théologie naturelle judéo-chrétienne attribue toute manifestation vivante à un créateur et considère les espèces comme créées par Dieu et fixées pour l’éternité.

• Aristote défend une conception finaliste selon laquelle les organes existent en vue d’un but précis, par exemple l’œil pour voir.

💡 Astuce mémo

Fixisme : espèces immuables ; transformisme : espèces qui changent

📖 2. Théories évolutionnistes avant Darwin

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradualisme : Affirme que les changements profonds de la surface terrestre résultent d’actions lentes mais continues.
• Catastrophisme : Le catastrophisme de Georges Cuvier explique les limites entre les strates géologiques par des catastrophes, telles que les sécheresses et les déluges.

★ À maîtriser

• Dans le transformisme de Lamarck, les circonstances du milieu entraînent des transformations progressives des êtres vivants, et les transformations acquises sont transmises à la descendance. - Jean-Baptiste de LAMARCK

Compléments

• Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788), estima à partir des fossiles que la Terre avait probablement quelques millions d’années, mais ne publia pas ses résultats face à l’autorité de l’Église.

• Georges Cuvier (1769-1832) posa les bases de la paléontologie par l’étude des fossiles et constata que les faunes diffèrent d’une strate géologique à l’autre.

• Jean-Baptiste de Lamarck s’oppose au catastrophisme et soutient, à partir de changements graduels observés dans les fossiles d’invertébrés, que la vie n’a pas été périodiquement anéantie par des cataclysmes.

💡 Astuce mémo

Changements lents et continus → transformations géologiques

📖 3. Darwin et la sélection naturelle

★ À maîtriser

• Dans la théorie de Darwin, la limitation des ressources par rapport au nombre d’individus entraîne une compétition au sein des populations. - Charles Darwin

• La théorie de Darwin comprend les éléments suivants : (Charles Darwin) :

  • l’évolution du monde vivant
  • l’existence d’ancêtres communs
  • le gradualisme phylétique
  • la spéciation populationnelle
  • la sélection naturelle

Compléments

• Charles Darwin et Alfred Wallace présentèrent conjointement leurs travaux sur l’évolution à la Linnean Society de Londres le 1er juillet 1858.

• Charles Darwin publia On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life en 1859.

• Selon la théorie de Thomas Malthus, une population croîtrait de façon exponentielle sans limitation, mais des facteurs limitants maintiennent les populations relativement stables.

• Le modèle logistique de Verhulst représente un accroissement démographique limité par les ressources et la compétition, dont le point d’inflexion illustre cette limitation. - Berhulst

💡 Astuce mémo

Variation → sélection → évolution

📖 4. Conditions et effets de la sélection

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection naturelle : Processus par lequel les variations favorables tendent à augmenter en fréquence dans une population, tandis que les variations défavorables tendent à diminuer.

★ À maîtriser

• La sélection naturelle correspond à la survie ou à la reproduction différentielle des différents phénotypes d’une population et agit sur les phénotypes.

📌 La sélection naturelle exige que les individus d’une population varient et qu’une part de cette variation affecte des caractères liés à la survie ou à la reproduction.

📌 La sélection naturelle ne produit une évolution que si les différences de survie ou de reproduction sont dues à des variations génétiques héritables.

Compléments

• Sans variation phénotypique, un caractère ne peut pas évoluer par sélection naturelle ; une faible variabilité permet une évolution lente, tandis qu’une forte variabilité peut permettre une évolution rapide.

📖 5. Valeur sélective et exemples

🔑 Notions clés & Définitions

• Valeur sélective : Capacité d’un individu à transmettre ses propres allèles à la génération suivante par sa survie et sa reproduction.
• Valeur sélective relative : La valeur sélective relative standardise la valeur sélective absolue en la divisant par la valeur sélective absolue la plus élevée parmi les génotypes et se situe entre 0 et 1.
• Valeur sélective absolue : Nombre total de descendants survivants produits au cours de la vie d’un individu ou, si les données de reproduction manquent, à sa survie.

📝 Points essentiels

• Une valeur sélective relative $W = 1$ indique un phénotype avantagé, une valeur $0 < W < 1$ un phénotype désavantagé, et une valeur $W = 0$ une valeur sélective nulle.

• Les probabilités d’atteindre l’âge adulte sont :

  • 67 % pour le génotype noir NN
  • 93 % pour le génotype brun NJ
  • 11 % pour le génotype jaune JJ

• Chez le serpent polymorphe, les formes brunes ont 80 % de chances d’atteindre l’âge adulte et produisent en moyenne 13 descendants survivants, tandis que les formes vertes ont 60 % de chances d’atteindre l’âge adulte et produisent en moyenne 20 descendants survivants.

📖 6. Formes de sélection naturelle

★ À maîtriser

• La sélection directionnelle favorise un phénotype situé vers l’une des extrémités de la variation, tandis que les autres phénotypes sont désavantagés.

• La sélection stabilisante favorise les phénotypes intermédiaires et désavantage les extrêmes.

• La sélection diversifiante, aussi appelée divergente ou disruptive, désavantage les phénotypes intermédiaires au profit de phénotypes différents.

Compléments

• Chez la phalène du bouleau Biston betularia, le camouflage protège de la prédation et les phénotypes présentent un déterminisme génétique ; l’exemple est associé à la révolution industrielle et aux législations anti-pollution Clean Air Acts.

• Le poids à la naissance est un exemple de sélection stabilisante, car la mortalité infantile est associée au poids de naissance.

• Chez Bicyclus anynana, les individus portant un ocelle en forme d’œil sont avantagés par rapport à ceux portant une autre forme, et ceux qui ont un ou quelques ocelles sont avantagés par rapport à ceux qui n’en ont pas ou en ont beaucoup. - Brakefiled, 1998

• Chez Papilio dardanus, les femelles non toxiques imitent par leur coloration des espèces toxiques pour les oiseaux, et cette protection est un mimétisme batésien.

• Si toutes les femelles Papilio dardanus imitaient une seule espèce toxique, les oiseaux apprendraient plus facilement à reconnaître l’imitation et cesseraient d’éviter les espèces d’apparence toxique.

💡 Astuce mémo

La stabilisante favorise le centre ; la diversifiante favorise les extrêmes

📖 7. Évolution des populations sous sélection

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection fréquence-dépendante : Sélection dans laquelle, sous certaines conditions écologiques, la valeur sélective d’un génotype dépend de sa fréquence ou de celle des autres génotypes de la population.

★ À maîtriser

• La sélection naturelle peut modifier la structure génétique d’une population en changeant les fréquences des allèles d’un locus, parfois rapidement, ainsi que le nombre d’allèles et le nombre d’hétérozygotes.

Compléments

• Dans une relation proie-prédateur à deux formes de proies, la prédation est plus forte sur la forme la plus fréquente, de sorte que la valeur sélective des formes orange et verte dépend de leurs fréquences respectives.

📊 Tableaux de synthèse

Formes de sélection naturelle