Fiche de révision : Évolution et diversité du vivant

📋 Plan du Cours

1. Darwin et sélection naturelle
2. Synthèse génétique de l’évolution
3. Dérive et neutralisme moléculaire
4. Méthodes d’étude de l’évolution
5. Idées fausses sur l’évolution
6. Fossiles et innovations évolutives
7. Cellule et propriétés du vivant
8. Origine et diversité des cellules
9. Domaines du vivant

📖 1. Darwin et sélection naturelle

📝 Points essentiels

• Les trois mots qui résument la théorie darwinienne de l’évolution sont variation, transmission et sélection.

• La sélection naturelle favorise la transmission des variations héréditaires qui améliorent le succès reproductif dans un environnement donné. - Charles Darwin

💡 Astuce mémo

VTS : Variation, Transmission, Sélection

📖 2. Synthèse génétique de l’évolution

📝 Points essentiels

• En 1910, Thomas Morgan montre que les déterminants de l’hérédité sont des gènes situés sur les chromosomes.

• La théorie synthétique, élaborée vers 1940 par Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr, George Simpson et Julian Huxley, synthétise la génétique et le darwinisme.

• Selon la théorie synthétique, des mutations génétiques aléatoires s’accumulent et sont triées par la sélection naturelle, ce qui peut conduire à l’apparition de nouvelles espèces.

💡 Astuce mémo

Mutations aléatoires → sélection naturelle → nouvelles espèces

📖 3. Dérive et neutralisme moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Dérive génétique : Fluctuation aléatoire de la fréquence d’un allèle au fil des générations, particulièrement forte dans les petites populations.
• Mutation neutre : Motoo Kimura, Théorie neutraliste de l’évolution moléculaire - Mutation qui ne produit pas de phénotype et n’est donc pas soumise à la sélection naturelle ; sa fixation dépend du hasard.

📝 Points essentiels

• L’effet de goulot d’étranglement est une illustration de la dérive génétique.

• Les contextes cités comme sources de mutations neutres sont :

  • l’ADN non codant
  • la troisième position des codons
  • les mutations hors des sites actifs

💡 Astuce mémo

Sélection naturelle contre hasard de la dérive

📖 4. Méthodes d’étude de l’évolution

📝 Points essentiels

• L’évolution est étudiée par la phylogénomique, la génétique des populations, l’évolution expérimentale, l’EvoDevo et l’Eco-Evo-Devo.

📖 5. Idées fausses sur l’évolution

📝 Points essentiels

📌 Aucune espèce actuelle n’est l’ancêtre d’une autre espèce actuelle, et toutes les espèces actuelles sont aussi évoluées les unes que les autres.

📌 Dans l’arbre des primates, les humains et les chimpanzés sont plus proches parents entre eux qu’avec les gorilles, sans que les humains descendent des chimpanzés.

💡 Astuce mémo

Arbre phylogénétique, pas marche du progrès

📖 6. Fossiles et innovations évolutives

★ À maîtriser

📌 Les fossiles ne sont pas nécessairement les ancêtres des espèces actuelles et il n’existe ni « chaînon manquant » ni « intermédiaire évolutif ».

• Les oiseaux sont des dinosaures.

📌 Les tétrapodes forment un groupe monophylétique défini notamment par quatre membres chiridiens, mais certaines espèces de tétrapodes ne sont pas quadrupèdes.

Compléments

• Archaeopteryx possède des plumes, innovation partagée avec les oiseaux, et des dents, caractère ancestral de dinosaures disparus ; il est plus proche des oiseaux que du Tyrannosaure.

💡 Astuce mémo

Fossile à caractères mosaïques ≠ ancêtre

📖 7. Cellule et propriétés du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Plus petite unité du vivant, et les organismes vivants sont composés d’une ou plusieurs cellules selon la théorie cellulaire.

★ À maîtriser

• Les organismes vivants peuvent croître, répliquer de manière autonome leur matériel génétique et se reproduire en prélevant dans leur milieu les éléments nécessaires.

Compléments

📌 Le statut vivant des virus est controversé : ils peuvent être considérés comme des éléments génétiques mobiles non vivants ou comme une forme de vie non cellulaire.

📌 La reproduction, même clonale, n’est jamais totalement identique à la génération précédente en raison des erreurs de réplication.

📖 8. Origine et diversité des cellules

📝 Points essentiels

• 🔄 L’expression de l’information génétique suit la séquence :

  1. ADN
  2. ARN messager
  3. protéine

• Le code génétique commun à tous les organismes vivants repose sur 64 possibilités théoriques de codons codant 20 acides aminés majeurs.

• En 1977, Carl Woese propose trois grands domaines du vivant : les eubactéries, les archées et les eucaryotes.

• 🔄 L’origine décrite des eucaryotes comprend : fusion d’au moins une eubactérie et d’une archée, intégration d’une eubactérie par endosymbiose, origine des mitochondries

💡 Astuce mémo

ADN → ARN → protéine ; fusion → endosymbioses

📖 9. Domaines du vivant

★ À maîtriser

📌 Les archées et les eubactéries sont des procaryotes, tandis que les eucaryotes possèdent un noyau.

Compléments

• Les archées possèdent des introns, les eubactéries n’en possèdent pas dans la comparaison présentée, et les eucaryotes en possèdent.

• Chez les ancêtres des algues vertes, des algues rouges et des plantes terrestres, une endosymbiose supplémentaire d’une cyanobactérie a donné naissance aux plastes.

• Les archées et les eubactéries seraient apparues dans un réseau d’organismes anciens, les progénotes, échangeant du matériel génétique par transfert horizontal plutôt qu’à partir d’une cellule unique. - Boyer et al., PLoS One, 2010

💡 Astuce mémo

Archées et eubactéries : procaryotes ; eucaryotes : noyau

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des trois domaines cellulaires