Seconde Thème 1 : Chapitre 3 : Parenté du vivant et évolution.

Chapitre 3 : Parenté du vivant et évolution.

Introduction

Un peu d’histoire des sciences :

Classer les êtres vivants est un axe de recherche qui a intéressé l’Homme depuis de très nombreuses années.

Les premières classifications datent d’ Aristote  (384 – 322 av JC)

Mais c’est avec Carl von Linné  (Suédois 1707-1778 ap JC) que la classification prend vraiment une grande ampleur. Il constitue des groupes en se basant sur l’étude des caractères morphologiques des êtres vivants.

Nous avons déjà vu que tous les êtres vivants descendent d’un ancêtre commun.

On va ici s’intéresser uniquement aux vertébrés et tenter de comprendre pourquoi on les regroupes ensembles.

Nous étudierons le groupe extrêmement diversifié des vertébrés. Ils sont de morphologies très diverses. Ils occupent les milieux continentaux, aquatiques et aériens. Certains marchent, d’autres nagent, d’autres volent.

Problématique : Quels sont les caractères communs aux vertébrés qui justifient de les classer dans un même groupe malgré leur très grande diversité ?

I] L’organisation du squelette des vertébrés.

Voir TP 1 partie 1.

Tous les vertébrés présentent un squelette interne (osseux ou cartilagineux) organisé de la même façon.

Il comprend un crâne et une colonne vertébrale formé de vertèbres.

Au sein des vertébrés on peut retrouver des points communs partagés uniquement par certaines espèces.

Exemple : les tétrapodes, possèdent tous des membres comportant toujours 3 segments.

Cette forme est conservé quel que soit la fonction du membre (nage, marche, vol, etc)

II] L’organisation interne des vertébrés.

Tous les vertébrés possèdent un plan de symétrie bilatérale qui est défini par des axes de polarité.

–L'axe antéro-postérieur découpe le corps en trois parties (tête, tronc et éventuellement une queue)

–L'axe dorso-ventral dans lequel la colonne vertébrale marque le pôle dorsal.

Au final on observe une organisation interne commune au sein des vertébrés.

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•Les vertébrés présentent une organisation interne commune : les axes de polarité se retrouvent au niveau des organes internes.

•Les vertébrés ont ainsi de nombreux organes pairs (membres, poumons, reins, yeux…).

•Tous les vertébrés ont leur système nerveux en position dorsale et leur système digestif en position ventrale.

III] Ancêtre commun et caractères dérivés.

VOIR TP 1 partie 2

L’ensemble des caractères observés précédemment témoigne de l’existence d’un ancêtre commun aux vertébrés.

Cet ancêtre à transmit ces caractères à tous ces descendants.

Les espèces actuelles ou fossiles qui partagent les mêmes caractères, innovations évolutives, sont plus proche parents qu’avec d’autres espèces.

IV] Les mécanismes d’évolution : dérive génétique et sélection naturelle.

DM voir : http://www.ac-nice.fr/svt/productions/html5/derive2/

Dans une population d’organismes de la même espèce, il existe souvent une grande diversité génétique : de nombreux gènes sont représentés par des allèles différents. Chaque individu porte un ou deux allèles pour un gène, mais lorsque l’on considère la population en entier, on obtient un « pool d’allèles » et on peut calculer la fréquence de chaque allèle dans cette population. La fréquence de chaque allèle peut varier au cours du temps, c’est le point de départ de l’évolution.

1) La dérive génétique.

La dérive génétique est une variation due aux hasard (sans influence extérieure) de la fréquence des allèles au cours du temps dans une population. Elle est surtout la conséquence de la reproduction sexuée : d’une génération à la suivante, seuls certains allèles sont transmis des parents aux descendants. Ce tri entre allèles est complètement aléatoire, il concerne tous les allèles.

Plus l’effectif de la population est faible,  plus l’effet de la dérive génétique est importante.

La dérive génétique contribue à éloigner génétiquement différentes populations d’une même espèce. En effet l’échantillon des allèles présents devient de plus en plus différent d’une population à une autre.

2) La sélection naturelle.

Exercice sur les souris à abajoues. + Jeux darwininos + Jeux Proies - Prédateurs.

La sélection naturelle est une variation non aléatoire de la fréquence des allèles dans une population, au cours du temps. Dans un milieu donné, certains allèles donnent un avantage aux individus qui les portent. Ceux-ci ont donc plus de chance survivre et de se reproduire ce qui leur permet donc de transmettre cet avantage.

L’évolution des populations de pinsons de Darwin montre que la sélection naturelle peut intervenir sur une courte période de temps , et met en évidence que la sélection naturelle ne dépend que des conditions de l’environnement : un caractère bénéfique dans certaines conditions peut être contre-sélectionné dans d’autres conditions. Ainsi, au fur et à mesure des générations, la fréquence des allèles avantageux augmente dans une population, ce qui contribue à éloigner génétiquement différentes populations d’une même espèce vivant dans des environnements différents.

Remarque : la sélection artificielle correspond à celle que l’Homme réalise en croisant les « meilleurs » individus des espèces qu’il cultive ou élève. Elle ne dépend que des critères que l’Homme veut sélectionner pour ses besoins.

3) La formation de nouvelles espèces (spéciation).