Fiche de révision : Preuves de l’évolution

📋 Plan du Cours

1. Homologies et ascendance commune
2. Homologies anatomiques et embryonnaires
3. Homologies moléculaires et phylogénie
4. Fossiles et transitions évolutives
5. Datation relative et absolue
6. Biogéographie et répartition des espèces
7. Sélection artificielle et domestication

📖 1. Homologies et ascendance commune

🔑 Notions clés & Définitions

• Homologie : Trait phénotypique partagé, semblable ou non, par des espèces différentes parce qu’il provient d’un ancêtre commun.

📝 Points essentiels

• Pour étayer l’évolution, il faut comparer les espèces et rechercher si leurs ressemblances ou différences sont héréditaires, avantageuses dans leur environnement, récentes ou anciennes, et réparties uniformément ou liées à certains milieux.

• L’existence de ressemblances héritées entre espèces soutient l’idée qu’elles dérivent de formes primitives et possèdent une ascendance commune.

📖 2. Homologies anatomiques et embryonnaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Homologie anatomique : Ressemblances du plan d’organisation anatomique entre espèces différentes, étudiées par anatomie comparée.
• Homologie embryonnaire : Similitudes structurales observées aux stades embryonnaires entre espèces différentes.

• Organes vestigiaux : Organes ayant régressé, qui attestent de leur fonctionnalité au cours de l’évolution.
• Animaux mosaïques : Animaux possédant des caractères appartenant à diverses branches évolutives.

📝 Points essentiels

• L’ornithorynque et les échidnés combinent des caractères aviens et reptiliens, comme les œufs et le cloaque, avec des caractères mammaliens, comme les poils et les glandes mammaires.

• Les embryons des vertébrés possèdent des sacs branchiaux et une queue.

📖 3. Homologies moléculaires et phylogénie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homologie moléculaire : Similitude entre des séquences d’ADN ou de protéines d’espèces différentes, qui atteste une origine commune.

★ À maîtriser

📌 Les molécules sont d’autant plus semblables que la distance évolutive entre les espèces est faible.

• Une classification phylogénétique regroupe les organismes selon leurs homologies, relie ces groupes à des ancêtres communs et représente leurs relations sous la forme d’un arbre.

Compléments

• Tous les vertébrés possèdent de l’hémoglobine.

📌 Dans un arbre phylogénétique, les homologies récentes se situent dans les dernières ramifications, tandis que les homologies anciennes se trouvent à la base.

📖 4. Fossiles et transitions évolutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Paléontologie : Science qui étudie les fossiles, archives du vivant emprisonnées dans les couches géologiques.

★ À maîtriser

📌 Plus une couche géologique est ancienne, plus le fossile qui y est découvert est ancien.

• Le Basilosaurus est une forme transitoire menant aux baleines et possédait deux minuscules pattes arrière qui l’aidaient à s’accoupler.

Compléments

• Les fossiles courants comprennent : les parties dures ou non organiques comme les os, les dents et les coquilles, les ichnofossiles tels que les traces de pas ou de coquilles, les stromatolites liés à l’activité bactérienne, des traces de structures organiques comme les plantes et les plumes

• L’accès aux fossiles et la diversité observée selon les ères dépendent des conditions de fossilisation, notamment de la protection des restes dans les fonds océaniques, les rivières ou lors d’éruptions volcaniques.

• Les tissus organiques se conservent difficilement, car ils sont rapidement consommés ou dégradés par les microorganismes; la glace et la tourbe peuvent les protéger de l’air et des activités microbiennes.

• Les baleines dériveraient probablement de mammifères herbivores.

📖 5. Datation relative et absolue

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation absolue : Utilise des méthodes radiométriques fondées sur les propriétés des radio-isotopes.

★ À maîtriser

📌 La datation relative estime l’âge d’un fossile en caractérisant sa strate sédimentaire et en utilisant des marqueurs temporels, notamment les fossiles stratigraphiques.

• Un radio-isotope se désintègre à un rythme constant et se caractérise par sa demi-vie, le temps nécessaire pour désintégrer la moitié de la quantité initiale.

Compléments

• Les baculites sont citées comme fossiles stratigraphiques datant d’environ 90 Ma, et les ammonites comme marqueurs couvrant environ 400 à 66 Ma.

📌 Plus la demi-vie d’un radio-isotope est longue, plus la datation peut remonter à une époque ancienne.

• Les couples isotopiques et durées indiqués sont :

  • carbone 14/azote 14 : 5 730 ans
  • iode 129 : 16,1 Ma
  • potassium 40/argon 40 : 1,3 Ma
  • uranium 238/plomb 206 : 4,5 Ma
  • rubidium 87/strontium 87 : 5,5 Ma

• La datation au carbone 14 est limitée au mieux à environ 50 000 ans.

• La datation par décroissance isotopique nécessite : une valeur initiale, la mesure de la quantité restante à l’instant considéré, la correction de l’augmentation de CO₂ anthropique, l’application d’une formule pour calculer l’âge

📐 Formule - La quantité restante après une demi-vie s’écrit $Q(t+T) = \frac{1}{2}Q(t)$, où T correspond à la durée de la demi-vie exprimée dans l’unité de temps considérée.

📐 Formule - En datation en temps continu non corrigée, la quantité restante suit $Q(t)=Q(0)e^{-\gamma t}$, où t est le temps écoulé et γ la constante de désintégration isotopique, exprimée en temps⁻¹.

📖 6. Biogéographie et répartition des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Biogéographie : Étude de la répartition des animaux et des végétaux selon des critères historiques, de distance géographique et de nature de l’environnement.
• Endémisme : Présence d’un groupe ou d’une espèce biologique exclusivement dans un lieu donné et limité géographiquement.

★ À maîtriser

• La biogéographie met en relation la répartition des êtres vivants avec la géographie, l’environnement, l’histoire et les distances afin de retracer l’évolution des espèces et l’assemblage des communautés.

Compléments

• La biogéographie comprend :
  • la paléobiogéographie
  • la biogéographie historique
  • la phytobiogéographie
  • la zoobiogéographie

📌 Dans une région donnée, les espèces se ressemblent davantage entre elles, malgré leurs divergences liées à l’environnement, que des espèces géographiquement éloignées, car elles descendent d’ancêtres communs plus ou moins récents.

📌 Les cactus d’Amérique et d’Afrique appartiennent à des genres différents et ont des histoires évolutives différentes, mais se ressemblent par convergence évolutive dans des environnements aux caractéristiques similaires; leurs épines sont des analogies.

• La répartition des espèces peut aussi être modifiée par :
  • des migrations
  • l’anthropisation
  • des catastrophes naturelles

📖 7. Sélection artificielle et domestication

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection artificielle : Reproduction sélective et dirigée, notamment par élevage sélectif ou croisement interspécifique entre espèces différentes.

★ À maîtriser

• Depuis des siècles, l’être humain sélectionne des végétaux et des animaux pour répondre à ses besoins.

• Dans une expérience de reproduction dirigée chez des mouches ayant un nombre de soies soit grand soit petit, après 35 générations, deux populations présentant un déplacement important du caractère ont été obtenues.

Compléments

• La sélection artificielle peut sélectionner des phénotypes particuliers, associés à des génotypes particuliers, et être directionnelle.

💡 Astuce mémo

Sélection dirigée → reproduction → déplacement du caractère.