La notion d'espèce et l'évolution des populations
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Exercice 1 : à partir d'exemples montrer les avantages et limites des 2 définitions
Exercice 2 : La panthère noire
Définitions de l'espèce
Exercice 3 : Les jaguars à la dérive
Exercice 4 : Les girafes
lA SPECIATION
critère de ressemblance
Avantages ?
critère de ressemblance
Inconvénients ?
critère de fécondité
Avantages ?
critère de fécondité
Inconvénients ? Limites ?
conclusion sur les 2 critères
Exercice Pizzly
« Dans la nature il n'y a pas d'espèces : il n'y a que des barrières de reproduction. Nous avons fabriqué la notion d'espèce. » Guillaume Lecointre
la notion d'espèce au cours du temps
critère de ressemblance
critère de flux génétique
critère d'interfécondité
Vers une définition génétique de l'espèce
NEWS
4 Octobre 2020
#0120
PAPER
Tu te moques de moi ?
" Les panthères noires n'existent pas "
" Une ombre tomba au milieu du cercle. C'était Bagheera, la panthère noire. Sa robe est tout entière noire comme l'encre, mais les marques de la panthère y affleurent, sous certains jours, comme font les reflets de la moire. " Rudyard Kipling, le Livre de la jungle
Formulez une hypothèse !
"Panthère noire"
léopard(Panthera pardus)
DÉTERMINISME MOLÉCULAIRE DE LA PIGMENTATION DU PELAGE
- La mélanocortine est une hormone qui se fixe à la surface des mélanocytes sur le récepteur MC1R. Cette fixation active le récepteur, ce qui aboutit dans la cellule à la stimulation de la fabrication d’eumélanines (pigments brun foncé et noir).
- Si le récepteur n’est pas activé, la voie de synthèse des pigments est dirigée vers la production de phéomélanines (pigments jaunes à rouge).
- La protéine Agouti ou ASIP (Agouti Signaling Protein) agit également comme une hormone. Elle est antagoniste de la mélanocortine : elle se fixe sur MC1R et inhibe le fonctionnement du récepteur.
- La nature et les quantités des pigments produits dépendent donc de la balance entre les quantités de mélanocortine et de protéine agouti.
Précisez votre hypothèse à l'aide des données !
MANIPULER POUR TESTER UNE HYPOTHSES La couleur noire du pelage de certains léopards est transmise de génération en génération, ce qui indique qu’elle est déterminée par un ou plusieurs gènes. Les mécanismes moléculaires qui gouvernent la production des pigments sont connus (voir page précédente). Les séquences des gènes de la Mélanocortine, d’Agouti et de MC1R ont été déterminées chez le léopard et chez la panthère noire. Analyser les séquences pour déterminer l’origine du mélanisme de la panthère noire.
Logiciel geniegen2 en ligne chercher "panthere" charger puis traiter les séquences
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Quel gène porte une mutation ?
Quelle protéine codée par ces gènes présentent une différence ?
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Quel gène porte une mutation silencieuse ?
Quel gène porte une mutation faisant apparaître un codon stop ?
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Melanocortine
Agouti
La protéine codée par
n'étant pas fonctionnelle
MCR1
moins activé
plus activé
le récepteur MCR1 est
d'eumélanines
de phéomélanines
ce qui conduit à la production d'une grande quantité
ainsi l'animal possède un pelage très foncé, la panthère noire est
VALIDER
une autre espèce
un variant phénotypique du léopard
Bravo !
La vidéo montre qu'un léopard (femelle) et une panthère noire (mâle) sont en couple, ce qui indique avec l'appui des données génétiques qu'il s'agit
d'invidu de 2 espèces différentes
d'invidu de la même espèce ayant 2 phénotypes différents
Ainsi les données génétiques montre
la diversité allélique intraspécifique
des gènes différents entre les espèces
VALIDER
BRAVO Voyons leur répartition
1 espèce avec un phénotype clair (léopard) et un phénotype sombre (panthère noire)
forêt tropicale majoritaire
savane majoritaire
forêt
savane
La forme claire (léopard) est majoritaire en milieu type
La forme sombre (panthère) a une proportion plus forte en milieu type
forêt
savane
forêt
savane
La forme claire est un avantage pour la chasse en milieu
forêt
savane
La forme sombre est un avantage pour la chasse en milieu
faux
vrai
La forme claire est un inconvénient important pour la chasse en milieu forêt
de chance de survie
plus
En milieu savane, les individus clairs ont donc
moins
plus
transmis à la descendance
moins
L'allèle qui détermine la forme claire est donc
présent
plus
moins
ce qui explique que ce phénotype soit
Ceci est un exemple de sélection naturelle
faux
vrai
VALIDER
BRavo tu peux dormir et jouer avec Bagheera
La sélection naturelle
Revoir TP "résistance des moustiques aux insecticides" Revoir Activité panthère noire
Des jaguars à la dérive ...
Membre de l'Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer aux zoos d'Amérique du Sud pourquoi la diversité génétique de leurs jaguars diminue, et leur proposer des solutions.
En Amérique du Sud, les zoos observent une diminution de la diversité génétique (moins d'allèles) de leurs jaguars. Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme pour permettre aux populations de s'adapter à des environnements changeants (ex. : urbanisation, changement climatique).
La dérive génétique
En Amérique du Sud, les zoos observent une diminution de la diversité génétique (moins d'allèles) de leurs jaguars. Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme : elle offre une plus grande probabilité de capacités permettant une survie dans des environnements changeants (ex. : urbanisation, changement climatique).
La dérive génétique
Utilisez le logiciel pour décrire la dérive génétique Identifiez ce que représente chaque boule Faire deux simulations en changeant l'effectif afin de modéliser les populations de jaguars A chaque fois comparez les résultats à l'échelle de la classe
Rappel de l'objectif :Membre de l'Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer aux zoos d'Amérique du Sud pourquoi la diversité génétique de leurs jaguars diminue, et leur proposer des solutions.
On cherche dans les documents des 2 pages suivantes, les arguments en faveur de ce changement de nomination des espèces de Girafe.
Relevez un argument en faveur de la présence de plus d'une espèce de girafe
Relevez un argument en faveur de la présence de plus d'une espèce de girafe
identifiez le principe de la définition génétique de l'espèce Girafe : enjeux de la définition génétique ?
spéciation
Exemple 1
identifier un changement qui a pu provoquer un isolement des différentes populations
spéciation
Exemple 1
Reliez le changement qui a conduit à l'isolement des populations à la force évolutive qui a conduit à la différenciation des populations
spéciation
Exemple 1
Justifiez que l'évolution des populations en espèces différentes est lié à un isolement reproductif.
spéciation
Exemple 2
spéciation
Exemple 2
Identifiez les mécanismes qui ont conduit à la formation de deux espèces à partir de deux populations initiales
spéciation
Exemple 4
spéciation
Exemple 3
Spéciation
L'exemple des pouillots verdâtres
panthère noire
définitions
forces évolutives
spéciation
vidéos évolution
Critère de ressemblance : avantages > utilisable sur les fossiles > facile, rapide donc utilisable sur le terrain (par exemple en sortie à l'aide d'une clé de détermination)
Critère de ressemblance : inconvénients dans la nature, ce critère n'est pas toujours vrai > espèces avec fort dimorphisme sexuel (mâle et femelle différents) > espèces avec différents stades de maturité et métaporphose (chenille et papillon) > espèces différentes mais avec forte ressemblance = espèces jumelles (ex drosophile melanogaster et drosophile simulans) > espèces avec morphologies différentes selon le statut social (abeilles ouvrière, reine, faux bourdon; ou fourmi légionnaire soldat, mâle, reine)
Critère de fécondité : avantages > permet de distinguer des espèces jumelles > définition biologique de l'espèce, en accord avec l'évolution > cheval et zèbre, proche parents, reproduction possible mais hybride stérile, ce qui permet d'affimer qu'il s'agit de 2 espèces différentes. L'hybride est un ici un individu qui ne constitue pas une nouvelle espèce. même cas pour cheval et âne.
Critère de fécondité : inconvénients, limites > non utilisable sur les fossiles > hybrides chez les félins : n'existent pas dans la nature (milieux de vie différents, concurrence pour la nutrition, ..) mais existe en captivité, certains hybrides fertiles --> puisque n'existe pas dans la nature et majorité hybrides stériles, la distinction entre l'espèce lion et tigre persiste, mais cela montre la proximité des deux espèces > nombreux hybrides chez les plantes qui donnent de nouvelles espèces (par auto ou plyploidisation) --> montre que dans la diversité du vivant certaines populations sont proches et que la distinction d'espèces différentes est parfois difficile.
Cas particulier des espèces domestiquées, ex chien On considère une seule espèce de chien, avec différentes variétés ou races. Mais si l'on n'était pas habitué à reconnaître des chiens, sur le critère de ressemblances, considérait-on réellement que le Yorkshire et le Saint Bernard sont de la même espèce ? Quand au critère d'interfécondité ...
Ex Pizzly Ours polaire et grizzly ont quelques ressemblances morphologiques (taille) mais il n'ont pas le même régime alimentaire, pas la même couleur de pelage, pas le même type de pattes (tailles des griffes, pattes palmées ou non) Comme ils ne vivent pas dans les mêmes milieux, ils ne se reproduisent pas ensemble. Sur ces différences on considère deux espèces distinctes. Cependant les modification climatiques actuelles font chevaucher les milieux de vie des deux ours, qui ont par ailleurs une partie commune dans la période de reproduction, ainsi certains individus ont pu se reproduire; Les hybrides (pizzly) sont fertiles, on pourrait alors considérer que ours polaire et grizzly sont deux populations différentes de la même espèce. La réalité est plus complexe mais cet exemple illustre les limites du concept d'espèce créé par l'homme. Voir articles https://fr.wikipedia.org/wiki/Grolar https://www.surlespasdesours.fr/ours-grolar/
Aujourd'hui on peut considèrer l'espèce comme un ensemble de populations au sein desquelles il y a un flux génétique. La notion d'espèce a donc une dimension spatiale temporelle, des changements de milieux ou des changements des populations pouvant faire varier le flux génétique. Voir partie spéciation
Jusqu'à récemment, on ne considérait l'existence que d'une espèce de girafe, avec 9 sous espèces. Cependant même sans barrière géographique, certaines de ces populations se reproduisent peu ou pas ensemble. L'étude génétique de ces girafes a permis de distinguer 4 espèces. Ceci est important car certaines de ces espèces possèdent un petit nombre d'individus. Or comme nous le verrons avec la dérive génétique, un faible effectif entraîne une baisse de la diversité génétique. Ainsi la distinction d'espèces a son importance dans la conservation de la biodiversité.
Definition espece
afremery
Created on December 12, 2023
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La notion d'espèce et l'évolution des populations
Start
Exercice 1 : à partir d'exemples montrer les avantages et limites des 2 définitions
Exercice 2 : La panthère noire
Définitions de l'espèce
Exercice 3 : Les jaguars à la dérive
Exercice 4 : Les girafes
lA SPECIATION
critère de ressemblance
Avantages ?
critère de ressemblance
Inconvénients ?
critère de fécondité
Avantages ?
critère de fécondité
Inconvénients ? Limites ?
conclusion sur les 2 critères
Exercice Pizzly
« Dans la nature il n'y a pas d'espèces : il n'y a que des barrières de reproduction. Nous avons fabriqué la notion d'espèce. » Guillaume Lecointre
la notion d'espèce au cours du temps
critère de ressemblance
critère de flux génétique
critère d'interfécondité
Vers une définition génétique de l'espèce
NEWS
4 Octobre 2020
#0120
PAPER
Tu te moques de moi ?
" Les panthères noires n'existent pas "
" Une ombre tomba au milieu du cercle. C'était Bagheera, la panthère noire. Sa robe est tout entière noire comme l'encre, mais les marques de la panthère y affleurent, sous certains jours, comme font les reflets de la moire. " Rudyard Kipling, le Livre de la jungle
Formulez une hypothèse !
"Panthère noire"
léopard(Panthera pardus)
DÉTERMINISME MOLÉCULAIRE DE LA PIGMENTATION DU PELAGE
Précisez votre hypothèse à l'aide des données !
MANIPULER POUR TESTER UNE HYPOTHSES La couleur noire du pelage de certains léopards est transmise de génération en génération, ce qui indique qu’elle est déterminée par un ou plusieurs gènes. Les mécanismes moléculaires qui gouvernent la production des pigments sont connus (voir page précédente). Les séquences des gènes de la Mélanocortine, d’Agouti et de MC1R ont été déterminées chez le léopard et chez la panthère noire. Analyser les séquences pour déterminer l’origine du mélanisme de la panthère noire.
Logiciel geniegen2 en ligne chercher "panthere" charger puis traiter les séquences
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Quel gène porte une mutation ?
Quelle protéine codée par ces gènes présentent une différence ?
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Quel gène porte une mutation silencieuse ?
Quel gène porte une mutation faisant apparaître un codon stop ?
Melanocortine
Agouti
Aucun
MCR1
Melanocortine
Agouti
La protéine codée par
n'étant pas fonctionnelle
MCR1
moins activé
plus activé
le récepteur MCR1 est
d'eumélanines
de phéomélanines
ce qui conduit à la production d'une grande quantité
ainsi l'animal possède un pelage très foncé, la panthère noire est
VALIDER
une autre espèce
un variant phénotypique du léopard
Bravo !
La vidéo montre qu'un léopard (femelle) et une panthère noire (mâle) sont en couple, ce qui indique avec l'appui des données génétiques qu'il s'agit
d'invidu de 2 espèces différentes
d'invidu de la même espèce ayant 2 phénotypes différents
Ainsi les données génétiques montre
la diversité allélique intraspécifique
des gènes différents entre les espèces
VALIDER
BRAVO Voyons leur répartition
1 espèce avec un phénotype clair (léopard) et un phénotype sombre (panthère noire)
forêt tropicale majoritaire
savane majoritaire
forêt
savane
La forme claire (léopard) est majoritaire en milieu type
La forme sombre (panthère) a une proportion plus forte en milieu type
forêt
savane
forêt
savane
La forme claire est un avantage pour la chasse en milieu
forêt
savane
La forme sombre est un avantage pour la chasse en milieu
faux
vrai
La forme claire est un inconvénient important pour la chasse en milieu forêt
de chance de survie
plus
En milieu savane, les individus clairs ont donc
moins
plus
transmis à la descendance
moins
L'allèle qui détermine la forme claire est donc
présent
plus
moins
ce qui explique que ce phénotype soit
Ceci est un exemple de sélection naturelle
faux
vrai
VALIDER
BRavo tu peux dormir et jouer avec Bagheera
La sélection naturelle
Revoir TP "résistance des moustiques aux insecticides" Revoir Activité panthère noire
Des jaguars à la dérive ...
Membre de l'Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer aux zoos d'Amérique du Sud pourquoi la diversité génétique de leurs jaguars diminue, et leur proposer des solutions.
En Amérique du Sud, les zoos observent une diminution de la diversité génétique (moins d'allèles) de leurs jaguars. Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme pour permettre aux populations de s'adapter à des environnements changeants (ex. : urbanisation, changement climatique).
La dérive génétique
En Amérique du Sud, les zoos observent une diminution de la diversité génétique (moins d'allèles) de leurs jaguars. Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme : elle offre une plus grande probabilité de capacités permettant une survie dans des environnements changeants (ex. : urbanisation, changement climatique).
La dérive génétique
Utilisez le logiciel pour décrire la dérive génétique Identifiez ce que représente chaque boule Faire deux simulations en changeant l'effectif afin de modéliser les populations de jaguars A chaque fois comparez les résultats à l'échelle de la classe
Rappel de l'objectif :Membre de l'Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer aux zoos d'Amérique du Sud pourquoi la diversité génétique de leurs jaguars diminue, et leur proposer des solutions.
On cherche dans les documents des 2 pages suivantes, les arguments en faveur de ce changement de nomination des espèces de Girafe.
Relevez un argument en faveur de la présence de plus d'une espèce de girafe
Relevez un argument en faveur de la présence de plus d'une espèce de girafe
identifiez le principe de la définition génétique de l'espèce Girafe : enjeux de la définition génétique ?
spéciation
Exemple 1
identifier un changement qui a pu provoquer un isolement des différentes populations
spéciation
Exemple 1
Reliez le changement qui a conduit à l'isolement des populations à la force évolutive qui a conduit à la différenciation des populations
spéciation
Exemple 1
Justifiez que l'évolution des populations en espèces différentes est lié à un isolement reproductif.
spéciation
Exemple 2
spéciation
Exemple 2
Identifiez les mécanismes qui ont conduit à la formation de deux espèces à partir de deux populations initiales
spéciation
Exemple 4
spéciation
Exemple 3
Spéciation
L'exemple des pouillots verdâtres
panthère noire
définitions
forces évolutives
spéciation
vidéos évolution
Critère de ressemblance : avantages > utilisable sur les fossiles > facile, rapide donc utilisable sur le terrain (par exemple en sortie à l'aide d'une clé de détermination)
Critère de ressemblance : inconvénients dans la nature, ce critère n'est pas toujours vrai > espèces avec fort dimorphisme sexuel (mâle et femelle différents) > espèces avec différents stades de maturité et métaporphose (chenille et papillon) > espèces différentes mais avec forte ressemblance = espèces jumelles (ex drosophile melanogaster et drosophile simulans) > espèces avec morphologies différentes selon le statut social (abeilles ouvrière, reine, faux bourdon; ou fourmi légionnaire soldat, mâle, reine)
Critère de fécondité : avantages > permet de distinguer des espèces jumelles > définition biologique de l'espèce, en accord avec l'évolution > cheval et zèbre, proche parents, reproduction possible mais hybride stérile, ce qui permet d'affimer qu'il s'agit de 2 espèces différentes. L'hybride est un ici un individu qui ne constitue pas une nouvelle espèce. même cas pour cheval et âne.
Critère de fécondité : inconvénients, limites > non utilisable sur les fossiles > hybrides chez les félins : n'existent pas dans la nature (milieux de vie différents, concurrence pour la nutrition, ..) mais existe en captivité, certains hybrides fertiles --> puisque n'existe pas dans la nature et majorité hybrides stériles, la distinction entre l'espèce lion et tigre persiste, mais cela montre la proximité des deux espèces > nombreux hybrides chez les plantes qui donnent de nouvelles espèces (par auto ou plyploidisation) --> montre que dans la diversité du vivant certaines populations sont proches et que la distinction d'espèces différentes est parfois difficile.
Cas particulier des espèces domestiquées, ex chien On considère une seule espèce de chien, avec différentes variétés ou races. Mais si l'on n'était pas habitué à reconnaître des chiens, sur le critère de ressemblances, considérait-on réellement que le Yorkshire et le Saint Bernard sont de la même espèce ? Quand au critère d'interfécondité ...
Ex Pizzly Ours polaire et grizzly ont quelques ressemblances morphologiques (taille) mais il n'ont pas le même régime alimentaire, pas la même couleur de pelage, pas le même type de pattes (tailles des griffes, pattes palmées ou non) Comme ils ne vivent pas dans les mêmes milieux, ils ne se reproduisent pas ensemble. Sur ces différences on considère deux espèces distinctes. Cependant les modification climatiques actuelles font chevaucher les milieux de vie des deux ours, qui ont par ailleurs une partie commune dans la période de reproduction, ainsi certains individus ont pu se reproduire; Les hybrides (pizzly) sont fertiles, on pourrait alors considérer que ours polaire et grizzly sont deux populations différentes de la même espèce. La réalité est plus complexe mais cet exemple illustre les limites du concept d'espèce créé par l'homme. Voir articles https://fr.wikipedia.org/wiki/Grolar https://www.surlespasdesours.fr/ours-grolar/
Aujourd'hui on peut considèrer l'espèce comme un ensemble de populations au sein desquelles il y a un flux génétique. La notion d'espèce a donc une dimension spatiale temporelle, des changements de milieux ou des changements des populations pouvant faire varier le flux génétique. Voir partie spéciation
Jusqu'à récemment, on ne considérait l'existence que d'une espèce de girafe, avec 9 sous espèces. Cependant même sans barrière géographique, certaines de ces populations se reproduisent peu ou pas ensemble. L'étude génétique de ces girafes a permis de distinguer 4 espèces. Ceci est important car certaines de ces espèces possèdent un petit nombre d'individus. Or comme nous le verrons avec la dérive génétique, un faible effectif entraîne une baisse de la diversité génétique. Ainsi la distinction d'espèces a son importance dans la conservation de la biodiversité.