Fiche de révision : Théories et mécanismes de l’évolution

📋 Plan du Cours

1. Fixisme et premières classifications
2. Catastrophisme et géologie
3. Transformisme et sélection naturelle
4. Synthèse moderne et preuves évolutives
5. Biogéographie et sélection artificielle
6. Adaptation et valeur sélective
7. Sélection sexuelle et reproduction
8. Dérive génétique et flux de gènes
9. Spéciation et isolement reproductif
10. Rythmes de la macroévolution

📖 1. Fixisme et premières classifications

🔑 Notions clés & Définitions

• Évolutionnisme : L’évolutionnisme affirme que les espèces, dont l’être humain, se transforment au cours du temps.

★ À maîtriser

• Le fixisme soutient que les espèces vivantes ne changent pas et les considère comme des créations parfaites.

• Aristote propose une première classification du vivant, l’échelle de la nature, composée de 11 degrés de complexité croissante allant de la plante à l’être humain.

Compléments

• Platon distingue un monde idéal, réel et immuable, où les espèces sont parfaites, et un monde perçu par les sens, constitué de copies imparfaites.

• James Ussher propose que le monde a été créé le dimanche 23 octobre 4004 avant J.-C. et que les espèces ont été créées en six jours.

• Carl von Linné développe la classification binomiale et la taxonomie dans le cadre de la théologie naturelle.

💡 Astuce mémo

Fixisme : espèces immuables ; évolutionnisme : espèces transformées

📖 2. Catastrophisme et géologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Catastrophisme : Georges Cuvier - Le catastrophisme de Cuvier explique les extinctions par des catastrophes naturelles, suivies d’un repeuplement par des espèces périphériques ou par une création spontanée divine.

★ À maîtriser

• Georges Cuvier, considéré comme le dernier fixiste, est un pionnier de la paléontologie et de l’anatomie comparée, spécialiste des animaux vertébrés.

Compléments

• Georges Cuvier développe une méthode stratigraphique et Alexandre Brongniart introduit le terme « jurassique ».

• James Hutton, père de la géologie, est associé au gradualisme et à l’uniformitarisme.

📌 Cuvier reconnaît que la faune et la flore ont changé au cours du temps, mais interprète ces changements par le catastrophisme plutôt que par le transformisme.

💡 Astuce mémo

Catastrophes naturelles → extinctions → repeuplement

📖 3. Transformisme et sélection naturelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Transformisme : JB de Monet, 1744-1829 - Le transformisme de Jean-Baptiste de Monet, chevalier de Lamarck, affirme que les espèces se transforment et cherche à en déduire les mécanismes.
• Sélection naturelle : La sélection naturelle est un mécanisme de l’évolution par lequel les variations phénotypiques qui favorisent le succès reproducteur s’accumulent dans les populations.

★ À maîtriser

• Dans la sélection naturelle, des variations phénotypiques influencent le succès reproducteur, les caractères avantageux s’accumulent au fil des générations et la population peut s’adapter ou donner naissance à une nouvelle espèce.

• Darwin et Wallace sont associés à la théorie de l’évolution par sélection naturelle, présentée conjointement en 1858 sous l’impulsion de C. Lyell.

Compléments

• En 1809, Lamarck publie Philosophie Zoologique, ouvrage qui défend une explication des espèces distincte de la création divine.

• La sélection artificielle correspond au choix par les humains d’espèces animales ou végétales et de caractères répondant à leurs besoins.

📖 4. Synthèse moderne et preuves évolutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Néodarwinisme : Le néodarwinisme, ou théorie synthétique de l’évolution, reprend le darwinisme en y intégrant l’hérédité et la génétique des populations.
• Classification phylogénétique : La classification phylogénétique regroupe les organismes selon des caractères homologues, établit leurs liens avec des ancêtres communs et les représente sous forme d’arbres.

★ À maîtriser

• Les similitudes et les différences des macromolécules, notamment de l’ADN et des protéines, peuvent attester une origine commune entre espèces.

📌 L’homologie indique une origine évolutive commune, tandis que l’analogie désigne une ressemblance qui ne repose pas nécessairement sur la même origine évolutive.

Compléments

• La théorie synthétique de l’évolution est formulée en 1942 par J. Huxley avec la contribution de nombreux auteurs.

• La génétique mendélienne est publiée en 1866, mais n’est pas prise au sérieux à cette époque.

• Les séquences d’hémoglobine de tous les vertébrés sont semblables, et une forte similitude est associée à une faible distance évolutive.

📖 5. Biogéographie et sélection artificielle

🔑 Notions clés & Définitions

• Biogéographie : La biogéographie étudie la répartition des animaux et des végétaux selon leur histoire, l’éloignement géographique et la nature de l’environnement.
• Endémisme : L’endémisme est la présence d’un groupe ou d’une espèce biologique exclusivement dans une zone géographique limitée.

★ À maîtriser

• Les espèces d’une même région se ressemblent généralement davantage entre elles que des espèces plus éloignées géographiquement, notamment parce qu’elles descendent d’ancêtres communs plus ou moins récents.

• La sélection artificielle comprend :

  • la reproduction sélective dirigée
  • l’élevage sélectif
  • les croisements intraspécifiques

Compléments

• Les travaux de Darwin et Wallace sur les tortues et les pinsons illustrent l’étude des espèces endémiques. - Darwin + Wallace

• Le croisement d’un cheval et d’un âne produit un mulet.

📖 6. Adaptation et valeur sélective

🔑 Notions clés & Définitions

• Adaptation : L’adaptation correspond à l’évolution des populations sous l’effet de la sélection de traits phénotypiques favorisant leur succès reproducteur dans leur environnement.
• Valeur sélective : La valeur sélective d’un génotype correspond au nombre de descendants viables et fertiles qu’il produit par rapport aux autres génotypes de la population.

★ À maîtriser

• Un trait associé à un meilleur succès reproducteur augmente la valeur sélective de l’individu qui le porte.

Compléments

📐 Formule - La valeur sélective d’un génotype est le produit du taux de survie par le taux de fécondité : $W = \text{taux de survie} \times \text{taux de fécondité}$.

📐 Formule - La fitness relative est le rapport entre la fitness d’un génotype et la fitness maximale : $W_{\mathrm{rel}} = \frac{W}{W_{\max}}$.

📖 7. Sélection sexuelle et reproduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection sexuelle : Darwin, The descent of man and selection in relation to sex, 1871 - La sélection sexuelle est un processus de reproduction non aléatoire lié au choix du partenaire et aux caractères favorisant l’accès à celui-ci.

★ À maîtriser

📌 La sélection intersexuelle correspond au choix d’un partenaire par l’autre sexe, tandis que la sélection intrasexuelle correspond à la compétition entre individus du même sexe pour accéder au partenaire.

• La sélection sexuelle favorise parfois des caractères secondaires apparemment désavantageux pour la survie, mais avantageux pour la reproduction et la transmission des caractères.

Compléments

• La sélection sexuelle requiert : une variation interindividuelle du caractère dans la population, un avantage pour l’accès au partenaire sexuel, la transmission héréditaire du caractère

• Les femelles exercent généralement davantage la sélection intersexuelle par le choix, tandis que les mâles sont davantage impliqués dans la sélection intrasexuelle par la compétition.

• Chez l’hippocampe, l’investissement reproducteur du mâle peut être plus important que celui de la femelle.

📌 Les bénéfices directs du choix du partenaire concernent les ressources fournies et le succès de la reproduction, tandis que les bénéfices indirects concernent la qualité génétique ou la santé de la progéniture.

• La sélection sexuelle peut stabiliser certains traits ou contribuer à la sélection directionnelle en modifiant leur fréquence dans la population.

💡 Astuce mémo

Intersexuelle : choisir ; intrasexuelle : rivaliser

📖 8. Dérive génétique et flux de gènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Dérive génétique : La dérive génétique est la fluctuation des fréquences alléliques due à des biais aléatoires d’échantillonnage lors de la transmission des allèles entre générations.
• Flux de gènes : Le flux de gènes est la diffusion d’allèles entre populations d’une même espèce par migration d’individus en âge de procréer ou par dispersion de vecteurs transportant des gamètes.
• Effet fondateur : L’effet fondateur survient lorsqu’un groupe s’isole d’une population ancestrale et colonise un nouvel espace, entraînant une perte importante de diversité génétique.
• Effet d’étranglement : L’effet d’étranglement survient lorsqu’une catastrophe réduit soudainement le nombre d’individus d’une population.

★ À maîtriser

• L’effet de la dérive génétique est d’autant plus fort que la population est petite.

• Le flux de gènes peut accroître la variabilité génétique d’une population, homogénéiser le polymorphisme entre populations et ralentir la spéciation.

Compléments

• La dérive génétique peut fixer un allèle et entraîner une perte de diversité génétique potentiellement adaptative.

• Les transferts horizontaux de gènes peuvent être portés par :

  • des plasmides
  • des transposons
  • des virus

💡 Astuce mémo

Dérive : hasard d’échantillonnage ; flux : migration d’allèles

📖 9. Spéciation et isolement reproductif

🔑 Notions clés & Définitions

• Spéciation : La spéciation est l’apparition de nouvelles espèces, généralement associée à un isolement reproductif entre groupes.

★ À maîtriser

• Les barrières prézygotiques comprennent :

  • l’isolement géographique
  • l’isolement écologique
  • l’isolement comportemental
  • l’isolement temporel
  • l’isolement mécanique
  • l’isolement gamétique

• Les barrières postzygotiques comprennent : les anomalies du développement embryonnaire hybride, la faible survie des adultes hybrides, la stérilité ou la faible fécondité des hybrides

Compléments

• Les types de spéciation cités sont :

  • l’allopatrique
  • la parapatrique
  • la sympatrique

• Chez les pinsons de Darwin, la spéciation allopatrique est associée à l’isolement géographique entre îles et à des formes de bec corrélées au régime alimentaire.

💡 Astuce mémo

Barrières prézygotiques → fécondation empêchée ; postzygotiques → hybrides non viables ou stériles

📖 10. Rythmes de la macroévolution

★ À maîtriser

📌 Le gradualisme décrit un rythme évolutif graduel, tandis que l’équilibre ponctué décrit un rythme discontinu.

• La macroévolution concerne l’évolution des espèces et des groupes taxonomiques au cours du temps.

Compléments

• La mesure de l’évolution peut suivre au cours du temps la modification, la disparition et l’apparition de caractères.

💡 Astuce mémo

Gradualisme : rythme continu ; équilibre ponctué : rythme discontinu

📊 Tableaux de synthèse

Dérive génétique et flux de gènes