Fiche de révision : Mécanismes évolutifs et phylogénèses

📋 Plan du Cours

1. Repères historiques de l’évolution
2. Notion biologique d’espèce
3. Sélection naturelle et adaptation
4. Sources et maintien de la variation
5. Mécanismes de tri génétique
6. Formation de nouvelles espèces
7. Crises et radiations évolutives
8. Phylogénie et arbres évolutifs

📖 1. Repères historiques de l’évolution

🔑 Notions clés & Définitions

• Phylogenèse : Willy Hennig, Phylogenetic systematics, 1966 — Reconstitution de l’histoire évolutive de différentes lignées depuis leur divergence à partir d’un ancêtre commun, notamment chez les groupes monophylétiques.
• Catastrophisme : Georges Cuvier, Leçons d’anatomie comparée, 1800-1805 — Théorie selon laquelle des catastrophes naturelles, soudaines et violentes, ont anéanti des espèces fossiles et laissé la place à la formation de nouvelles espèces.

★ À maîtriser

• Carl von Linné a fondé la nomenclature binominale, fondée sur le nom de genre et d’espèce, comme dans Homo sapiens.

Compléments

• La classification hiérarchisée comprend les rangs (Carl Von Linné, 1707 - 1778):
  • règne
  • embranchement
  • classe
  • ordre
  • famille
  • genre
  • espèce

💡 Astuce mémo

Linné classe, Cuvier explique les crises, Darwin sélectionne, Hennig reconstruit les lignées

📖 2. Notion biologique d’espèce

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce : Ernst Mayr, 1942 — Groupe de populations naturelles dont les individus peuvent réellement ou potentiellement échanger du matériel génétique et qui est séparé des autres groupes par des mécanismes d’isolement reproductif.

💡 Astuce mémo

Échange génétique à l’intérieur de l’espèce, isolement reproductif entre espèces

📖 3. Sélection naturelle et adaptation

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection naturelle : Succès reproducteur différentiel des individus, ou fitness, résultant de l’interaction entre les variations des organismes et leur milieu.

★ À maîtriser

• Lorsqu’une mutation produit un allèle favorable à la fitness, les descendants qui portent un génotype avantageux survivent et se reproduisent davantage, ce qui augmente la fréquence de cet allèle dans la population.

📌 La sélection directionnelle favorise les phénotypes situés à une seule extrémité de la distribution, la sélection divergente favorise les deux phénotypes extrêmes et la sélection stabilisante élimine les extrêmes au profit des phénotypes intermédiaires.

Compléments

• Le mélanisme industriel de la phalène du bouleau illustre une sélection favorisant les individus les plus sombres lorsqu’ils sont camouflés entre des roches foncées.

💡 Astuce mémo

Variation héréditaire + milieu → succès reproducteur différentiel → adaptation

📖 4. Sources et maintien de la variation

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Changement ou modification aléatoire touchant une séquence d’acide nucléique, l’agencement des gènes ou leur nombre.
• Avantage hétérozygote : Valeur adaptative des hétérozygotes supérieure à celle des deux types d’homozygotes pour un locus donné, ce qui tend à maintenir plusieurs allèles.
• Migration : Déplacement régulier d’une population entre une aire de reproduction et une autre zone où les animaux séjournent avant de revenir sur leur territoire d’origine.

★ À maîtriser

• Dans le locus de la β-globine, les homozygotes HbS meurent avant la maturité tandis que les hétérozygotes HbS/HbA vivent sans symptômes graves et présentent une densité plus faible de Plasmodium falciparum pendant les crises paludéennes.

Compléments

• Les mutations nucléotidiques peuvent être:
  • des substitutions
  • des insertions
  • des délétions

💡 Astuce mémo

Mutation crée la variation, sélection et dérive en modifient la fréquence

📖 5. Mécanismes de tri génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Dérive génétique : Fluctuation aléatoire et imprévisible des fréquences alléliques d’une génération à l’autre, particulièrement importante dans les petites populations.
• Flux génétique : Échange d’allèles entre différentes populations dû à la migration d’individus fertiles ou de leurs gamètes.

• Goulot d’étranglement : Phénomène survenant lorsqu’une population est fortement réduite pendant au moins une génération, de sorte que les survivants ne transmettent qu’une fraction de la diversité génétique initiale.

📝 Points essentiels

• Un processus évolutif nécessite d’abord l’apparition d’un polymorphisme dans la population, puis la généralisation progressive d’une nouvelle forme jusqu’à ce que sa fréquence passe de 0 ou presque à 1.

💡 Astuce mémo

Sélection non aléatoire, dérive aléatoire

📖 6. Formation de nouvelles espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Spéciation : Processus de formation de nouvelles espèces, souvent à partir d’une espèce ancestrale dont l’aire de répartition a été fragmentée et dont les sous-ensembles évoluent indépendamment.

📝 Points essentiels

• La spéciation allopatrique commence par la séparation d’une population, se poursuit par une barrière géographique et une divergence en allopatrie, puis aboutit soit à deux espèces lors du retour en sympatrie, soit à une homogénéisation par hybridation et introgression.

• Les principaux facteurs d’isolement reproductif sympatrique sont:

  • la polyploïdie
  • la différenciation par l’habitat
  • la sélection sexuelle

💡 Astuce mémo

Isolement → divergence → isolement reproductif → espèce nouvelle

📖 7. Crises et radiations évolutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Radiation évolutive : Diversification explosive des espèces d’un clade.

📝 Points essentiels

• Les mammifères ont connu une radiation évolutive après la crise du Crétacé.

💡 Astuce mémo

Crise biologique → disparition de lignées → nouvelles niches → radiation évolutive

📖 8. Phylogénie et arbres évolutifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Phylogénie : Discipline scientifique qui cherche à déterminer les liens de parenté entre les espèces et les phylums afin de retracer l’histoire évolutive des êtres vivants.

📝 Points essentiels

📌 Une phylogénie particulière reste une hypothèse révisable, car elle dépend des espèces étudiées, des caractères utilisés et des progrès des connaissances.

📌 Un phénogramme est un arbre obtenu par une méthode phénétique ou de distance, tandis qu’un cladogramme est un arbre obtenu par une méthode cladistique ou de parcimonie.

💡 Astuce mémo

Phénogramme par distances, cladogramme par caractères et parcimonie

📊 Tableaux de synthèse

Modes de sélection naturelle