Fiche de révision : Diversification et évolution du vivant

📋 Plan du Cours

1. Endosymbioses et génomes des organites
2. Transferts horizontaux de gènes
3. Phénotype étendu et associations
4. Transmission et évolution culturelles
5. Modèle de Hardy-Weinberg
6. Facteurs d’écart à Hardy-Weinberg
7. Populations et formation des espèces

📖 1. Endosymbioses et génomes des organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose : Association durable à bénéfices réciproques entre deux êtres vivants, dans laquelle l’un se trouve à l’intérieur des cellules de l’autre.

★ À maîtriser

• Au fil des générations, le génome de l’endosymbiote régresse lorsque certains de ses gènes sont transférés dans le noyau de l’hôte, et la cellule intégrée devient un organite de la cellule hôte.

📌 Les mitochondries sont apparentées aux protéobactéries, tandis que les chloroplastes sont apparentés aux cyanobactéries.

Compléments

• Les mitochondries et les chloroplastes sont transmis d’une génération à l’autre par hérédité cytoplasmique.

• Les mitochondries seraient issues d’endosymbioses datant d’il y a 2.10⁹ années.

• Les chloroplastes seraient issus d’endosymbioses datant d’il y a 1,5.10⁹ années.

💡 Astuce mémo

Transfert de gènes vers le noyau → génome de l’hôte complexifié

📖 2. Transferts horizontaux de gènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Transfert génétique horizontal : Échange de gènes entre organismes sans reproduction sexuée, contrairement au transfert vertical des parents aux descendants.

★ À maîtriser

• L’utilisation massive des antibiotiques en santé humaine et animale sélectionne des souches bactériennes porteuses de gènes de résistance, puis le transfert horizontal facilite la propagation de ces résistances.

• Les transferts horizontaux enrichissent les génomes de gènes nouveaux pouvant produire de nouveaux caractères phénotypiques, et les caractères avantageux sont conservés au fil des générations.

Compléments

• L’universalité et l’unicité de la structure de l’ADN permettent des échanges génétiques entre organismes non apparentés, parfois très éloignés dans le monde vivant.

• Les transferts horizontaux peuvent se faire par :

  • transformation bactérienne
  • conjugaison bactérienne
  • transfert grâce à des vecteurs viraux

• La transgenèse permet de produire des OGM, par exemple une bactérie portant le gène de l’insuline humaine afin de produire massivement une molécule utile à la santé humaine.

• Près de 10 % de l’ADN humain est d’origine virale, et un gène d’origine virale a contribué à la mise en place du placenta.

📖 3. Phénotype étendu et associations

★ À maîtriser

• Le phénotype d’un être vivant ne résulte pas uniquement de l’expression de son génome.

📌 La symbiose est une association à bénéfices réciproques, tandis que le parasitisme est une association dans laquelle les organismes pathogènes vivent aux dépens de leur hôte.

Compléments

• Les exemples de symbiose cités sont :

  • les coraux
  • les Fabacées
  • les lichens
  • le Ver de Roscoff
  • le microbiote intestinal

• Les exemples de parasitisme cités sont les fourmis parasitées par des vers et les Gammares parasités.

• Les êtres vivants peuvent utiliser des éléments inertes de l’environnement pour construire ou parer, comme :

  • le berceau nuptial de l’oiseau jardinier
  • les toiles d’araignée
  • les termitières
  • les fourreaux des phryganes

💡 Astuce mémo

Symbiose : bénéfices réciproques ; parasitisme : l’hôte subit l’association

📖 4. Transmission et évolution culturelles

★ À maîtriser

• Les comportements acquis se transmettent par apprentissage entre générations ou entre membres contemporains initiés et non initiés.

• Certains traits culturels contribuent à diversifier les populations et l’évolution culturelle influence l’évolution biologique.

Compléments

• Les pratiques culturelles animales et humaines comprennent :

  • l’utilisation d’outils
  • les chants des oiseaux
  • les techniques de chasse des baleines à bosse
  • les langues ou cultures humaines

• Une pratique culturelle peut être sélectionnée, perdue par hasard même si elle favorise la survie et la reproduction, ou transmise à d’autres membres.

📖 5. Modèle de Hardy-Weinberg

★ À maîtriser

• Le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population eucaryote à reproduction sexuée lorsque ses hypothèses sont respectées.

• Les hypothèses du modèle de Hardy-Weinberg sont :

  • une grande population
  • la panmixie
  • l’absence de mutation
  • l’absence de dérive génétique
  • l’absence de sélection naturelle
  • l’absence de migration

📐 Formule - À l’équilibre de Hardy-Weinberg, les fréquences génotypiques vérifient $f(A//A)=p^2$, $f(A//a)=2pq$ et $f(a//a)=q^2$.

Compléments

• Lorsque les hypothèses du modèle sont respectées, les fréquences alléliques et génotypiques restent stables au cours des générations.

📖 6. Facteurs d’écart à Hardy-Weinberg

🔑 Notions clés & Définitions

• Dérive génétique : Variation des fréquences alléliques due au hasard, particulièrement importante dans les populations de petite taille.

★ À maîtriser

• Une mutation peut faire apparaître un allèle avantageux, sur lequel agit la sélection naturelle, ce qui modifie les fréquences alléliques.

Compléments

• Les migrations, qui constituent des flux de gènes, et les préférences sexuelles peuvent faire varier les fréquences alléliques.

• Une reproduction non aléatoire peut modifier la structure génotypique par rapport à la structure théorique, comme dans le cas de l’autofécondation chez les plantes à fleurs.

📖 7. Populations et formation des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Spéciation : Formation de nouvelles espèces à la suite d’un isolement reproducteur entre populations.

★ À maîtriser

• Des populations vivant dans des environnements biotiques ou abiotiques différents évoluent de manière différente.

• La divergence entre populations peut conduire à l’incapacité de se reproduire entre elles, ce qui limite les échanges de gènes et accentue leurs différences.

Compléments

• La sélection naturelle et la dérive génétique agissent continuellement sur les populations.

• Les espèces sont des ensembles hétérogènes de populations qui évoluent continuellement et sont suffisamment isolées génétiquement les unes des autres.

💡 Astuce mémo

Environnements différents → divergence → isolement reproducteur → spéciation