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I – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle |
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II – L'organisme : un système en interaction avec son environnement |
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III – Populations, écosystèmes, biosphère |
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IV – La biodiversité et sa dynamique |
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IV-A Génomique structurale et fonctionnelle (1e année) |
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IV-B Réplication de l'information génétique et mitose (1e année) |
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IV-C La diversification des génomes (1e année) |
IV-D Les mécanismes de l'évolution (2e année)  IntroIV – La biodiversité et sa dynamique
IV-D Les mécanismes de l'évolution (2e année)
La diversité du vivant, constatée dans plusieurs parties du programme (notamment de première année), varie au cours du temps et est le résultat d'une histoire passée : c'est l'évolution.
Il s'agit ici de dégager les principaux mécanismes d'évolution en montrant le devenir de la diversité génétique et du flux de gènes interindividuel décrits dans les paragraphes précédents. Les processus produisant la diversité ayant déjà été abordés, on analyse ici les mécanismes de maintien ou de réduction de la diversité produite, soit par des tris sélectifs, soit par des processus aléatoires. Les études réalisées, notamment basées sur l'évolution expérimentale, permettent d'argumenter le fait que l'évolution ne peut pas être présentée en termes de « progrès », qu'elle peut être « simplificatrice », qu'elle n'a ni direction, ni but. De même, tous les organismes évoluent : en ce sens, il n'y a ni fossile vivant, ni organisme primitif, ni pérennité de l'espèce.
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IV-D Les mécanismes de l'évolution |
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Les mécanismes de l'évolution peuvent être approchés par l'évolution expérimentale.
La sélection est un processus de reproduction différentielle, où la valeur sélective (« fitness ») se mesure au nombre de descendants produits. Elle exerce un tri orienté de la diversité génétique, mais peut aussi entretenir un polymorphisme.
La dérive exerce un tri aléatoire dépendant de la taille des populations ; elle est seule à agir sur les traits neutres.
Chez les Eucaryotes, les isolements génétiques liés à la reproduction sexuée permettent de définir des espèces biologiques. Néanmoins, les transferts horizontaux et les hybridations sont des limites à ces isolements. Les espèces ne sont pas pérennes.
D'autres définitions de l'espèce sont utilisées.
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- montrer le caractère aléatoire des mutations (expérience de Luria & Delbrück) ;
- définir les notions de sélection et d'adaptation (mélanisme de la Phalène du bouleau) et de dérive (expérience de Buri) ;
Liens :
Mutations (§ IV-C)
- montrer que la valeur sélective d'un trait génétique dépend de l'environnement ;
- différencier les notions de sélection directionnelle (cas de la Phalène du Bouleau) et de sélection balancée (cas des proportions de mâles et de femelles) ;
Liens :
Cette partie s'appuie sur les notions de compétition (§ III-B) et de mutation (§ IV-C) productrice de diversité génétique ; elle permet de comprendre les mécanismes de l'adaptation (§ II-E & III-A) ; l'évolution régressive et l'évolution convergente sont illustrées au § IV-E.
- expliquer l'action de la dérive sur les traits neutres et sélectionnés ;
- savoir définir l'effectif efficace ;
Aucun calcul n'est requis.
- présenter deux exemples de dérive, à deux échelles d'étude :
. dérive génétique au sein d'une population : cas de l'effet fondateur sur les fréquences alléliques ;
. perte de diversité des Dinosaures lors de la crise KT remplacés par des Mammifères dans des niches écologiques comparables (constat à réaliser sur la niche des grands herbivores) - dérive phylogénétique.
Liens :
Mutations silencieuses au § IV-C ; l'effet de la taille populationnelle sur la dérive et la notion d'effectif efficace seront envisagés en lien avec le § III-A.
- manipuler deux exemples de spéciation (un exemple sympatrique, Cf. les Spartina européennes et un exemple allopatrique) ;
- discuter, pour les Eucaryotes, la notion d'hybridation dans le contexte de l'espèce biologique ;
- discuter la notion d'espèce chez les procaryotes en lien avec les transferts génétiques horizontaux ;
- présenter la notion d'évolution réticulée (à l'aide des deux points précédents : hybridation et transferts horizontaux) ;
- présenter les différents critères susceptibles de fonder d'autres définitions de l'espèce (phénotypique, écologique, phylogénétique) ;
Liens :
Pour les procaryotes, voir transferts horizontaux (§ IV-C). Pour une approche populationelle de l'espèce, voir § III-A. |
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Travaux pratiques |
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IV-E Une approche phylogénétique de la biodiversité (2e année) |
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