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LA THÉORIE DE LÉVOLUTION
Gilles BourbonnaisCégep de Sainte-Foy
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1. Avant Darwin 1.1 Historique de lidée
d évolution
24 novembre 1859 Charles Darwin  L origine
des espèces par sélection naturelle 
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Selon la théorie de lévolution

• Les espèces se transforment au cours du temps,
  elles évoluent.
• Il y a donc une  histoire  de la vie.
• Darwin propose une théorie pour expliquer ces
  transformations Théorie de l évolution par
  sélection naturelle.
• La théorie de Darwin forme un tout cohérent et
  s appuie sur l ensemble des connaissances de
  l époque en géologie et en biologie.
• La théorie sera rapidement acceptée par
  lensemble des biologistes.

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AVANT Darwin Vision fixiste du monde et de la vie

• Platon (428 - 348)
• Dualisme platonicien monde réel et parfait des
  idées et monde illusoire, imparfait accessible à
  nos sens.
• Chaque individu d une espèce est une copie
  imparfaite d un modèle parfait et immuable
  appartenant au monde des idées.

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James Ussher (1580-1655) Pasteur anglican et
primat d Irlande 1650     Annales veteris
testamenti, a prima mundi origene
deducti  (Annales de l Ancien Testament,
retracées depuis l origine du monde)
Dieu a créé le monde le dimanche 23 octobre
4004 av. JC à midi
Vision fixiste du monde inspirée de la Bible par
opposition à la vision transformiste qui se
développera au XIXe
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Fin XVIIe et XVIIIe Étude des strates
géologiques et des fossiles
Fossiles (du latin creuser) traces
d organismes vivants laissées dans les roches
sédimentaires.

• Roches sédimentaires se forment par dépôts de
  particules en suspensions ou par précipitation de
  minéraux au fond d un cours deau.
• Pression ? Solidification Roche sédimentaire
• Successions marines (inondations, assèchements)
  ou modifications des dépôts ? Strates

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Roches sédimentaires formant des strates
superposées
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Un organisme peut se fossiliser SI

• Recouvert de sédiments avant dêtre complètement
  décomposé (milieu aquatique).
• Absence doxygène.
• Molécules organiques progressivement remplacées
  par des dépôts minéraux ? modèle minéral de
  l organisme mort

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Strates géologiques ? Histoire de la vie

• Plus la strate géologique est profonde, plus elle
  est ancienne.

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Strates géologiques ? Histoire de la vie

• Des strates les plus anciennes aux plus récentes
  certaines espèces apparaissent, dautres
  disparaissent.
• Plus la strate est ancienne, plus les formes
  fossiles sont différentes des espèces
  d aujourdhui.
• Les types de fossiles sont disposées dans le même
  ordre, partout dans le monde.
• Formes les plus anciennes ne contiennent pas
  d organismes complexes.
• Certaines formes sont toujours au-dessus
  d autres formes.
• Succession des formes dans les strates est
  toujours la même.

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Datation des strates

• Datation absolue (pas toujours possible)
  proportions d isotopes radioactifs.
• Ex. Datation 40Krypton / 40Argon
• Datation relative identification des fossiles
  contenues dans la strate étudiée.

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Étude des fossiles au XVIIIe et XIXe siècle

• Catastrophisme (Terre jeune)
• Changements dans les strates dus à de grandes
  catastrophes géologiques.
• Après la catastrophe, de nouvelles espèces venues
  d ailleurs sinstallent sur le territoire.
• Théorie défendue par Georges Cuvier (1769-1832)
• Certains disciples de Cuvier créations multiples

• Gradualisme (Terre très ancienne)
• James Hutton (1726-1797) La Terre se modifie
  par des processus physiques lents et graduels qui
  sont encore à l uvre aujourd hui.
• Charles Lyell (1797-1875) Uniformitarisme

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1.2 Le lamarckisme
Jean-Baptiste Monet, Chevalier de Lamarck
(1744-1829)
1809  Philosophie zoologique 

• Les espèces se transforment en se complexifiant
  continuellement (forment des lignées visibles
  dans les fossiles)
• Des organismes simples se forment sans arrêt par
  génération spontanée

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Évolution selon Lamarck

• 1. Loi de lusage et du non usage
• Usage d un organe ? développement de l organe
• Non usage ? atrophie

• 2. Hérédité des caractères acquis
• Caractéristiques acquises par l usage ou le non
  usage se transmettent aux descendants
• gt transformations lentes et progressives au
  cours du temps

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Évolution de la girafe selon Lamarck

• Ancêtre à cou court mange les feuilles des
  arbres.
• Fait des efforts pour atteindre les feuilles les
  plus hautes
• Lanimal sétire le cou et les pattes.
• Ces organes sallongent
• Lallongement se transmet de façon imperceptible
  aux descendants.

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Thérie de Lamarck rejetée

• De son vivant
• Lidée d évolution est encore trop nouvelle.
• Forte opposition religieuse et scientifique.

• De plus, on va démontrer par la suite
• Pas de transmission des caractères acquis
• Ne peut pas expliquer de nombreux faits
• Ex. couleur du pelage

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2. Le darwinisme

• Charles Darwin (1809 - 1882)
• Études en médecine (qu il abandonne) puis en
  théologie et sciences naturelles.
• À 22 ans (1831) s embarque sur le HMS Beagle.

Charles Darwin (1840)
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• Voyage de 5 ans autour du mondebut
  cartographier certaines régions peu connues.

• Au cours du voyage Darwin élabore sa théorie et
  recueille de nombreuses données pour l étayer.

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Au cours du voyage du beagle Darwin observe

• Espèces de régions différentes d Amérique du Sud
  se ressemblent souvent entre elles.
• Espèces retrouvées dans un milieu particulier
  dAmérique du Sud ressemblent plus aux espèces
  dautres régions dAmérique du Sud quaux espèces
  trouvées dans des milieux similaires sur
  d autres continents.
• Fossiles dAmérique du Sud ressemblent aux
  espèces actuelles dAmérique du Sud.
• Îles possèdent des espèces uniques qui
  ressemblent à dautres espèces du continent le
  plus proche.
• Ex. Îles Galápagos (900 Km à l Ouest de
  l Amérique du Sud)

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Retour du voyage 1836

• Ne publie pas sa théorie, se contente d en noter
  les grandes lignes.
• 1858 lettre de Alfred Russel Wallace.
• Expose la même théorie

• Le mois suivant publication officielle de la
  théorie (cosignée Darwin-Wallace).
• 1859 Publication de  L origine des espèces
  par sélection naturelle .
• Succès instantané de librairie.
• 10 ans plus tard, la théorie de Darwin est
  acceptée par la grande majorité des biologistes.

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Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s accroît de
façon exponentielle

• Une morue peut pondre plus de 6 millions d ufs.
• Si chacun de leurs descendants survivaient un
  seul couple d éléphants pourrait engendrer 19
  millions d éléphants en 750 ans.

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Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s accroît de
façon exponentielle 2. Années après années, les
populations demeurent relativement stablesDes
facteurs limitants empêchent l accroissement
exponentiel.
La population humaine augmente plus vite que la
production des ressources alimentaires.
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Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s accroît de
façon exponentielle 2. Années après années, les
populations demeurent relativement stablesDes
facteurs limitants empêchent l accroissement
exponentiel. 3. Il y a des variations entre les
individus à chaque génération, les descendants
diffèrent de leurs parents et diffèrent entre
eux.
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Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s accroît de
façon exponentielle 2. Années après années, les
populations demeurent relativement stablesDes
facteurs limitants empêchent l accroissement
exponentiel. 3. Il y a des variations entre les
individus à chaque génération, les descendants
diffèrent de leurs parents et diffèrent entre
eux. 4. Si une différence s avère avantageuse
face à l environnement de l organisme, le ou
les individus qui la possèdent ont plus de
chances de survivre que ceux de la population qui
ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de
se reproduire et de transmettre leur
caractéristique SÉLECTION NATURELLE
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Théorie de Darwin
1. Sans limitation, une population s accroît de
façon exponentielle 2. Années après années, les
populations demeurent relativement stablesDes
facteurs limitants empêchent l accroissement
exponentiel. 3. Il y a des variations entre les
individus à chaque génération, les descendants
diffèrent de leurs parents et diffèrent entre
eux. 4. Si une différence s avère avantageuse
face à l environnement de l organisme, le ou
les individus qui la possèdent ont plus de
chances de survivre que ceux de la population qui
ne la possèdent pas. Et donc plus de chances de
se reproduire et de transmettre leur
caractéristique SÉLECTION NATURELLE 5. Le
caractère avantageux a donc tendance à se
répandre jusquà ce que ceux qui le possèdent
surpassent et remplacent ceux qui ne lont pas.
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Évolution de la girafe selon Darwin

• Girafes se nourrissent des feuilles des arbres.
• Si la nourriture est rare, les plus grands (cou
  et pattes) ont un net avantage sur les plus
  petits.
• Les plus grands ont plus de chances de survivre
  plus de chances de se reproduire et de
  transmettre à leurs descendants leur grande
  taille.
• De génération en génération, il y a une SÉLECTION
  des plus grands.
• Avec le temps, il y a une tendance à
  l allongement du cou et des pattes dans la
  population.

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La phalène du bouleau (Biston betularia)

• Jusqu en 1848 (Angleterre), tous les spécimens
  connus forme pâle
• À la fin du XIXe siècle, 98 des individus
  forme mélanique

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La phalène du bouleau (Biston betularia)
Forme pâle bon camouflage sur les troncs
darbres couverts de lichen. Forme mélanique
bon camouflage sur les troncs dépourvus de
lichens et noircis par la pollution.
À partir du milieu du XIXe siècle, la pollution a
fait disparaître les lichens des arbres et la
suie les a noircis.

• Dans les régions polluées, la sélection naturelle
  a remplacé les pâles par la forme mélanique en
  quelques années.
• Dans les régions où on a mis fin à la pollution,
  les pâles sont redevenus majoritaires.

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(No Transcript)
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Autres exemples

• Souris de la ferme McCrosky (Campbell 430)
• Résistance aux antibiotiques des bactéries
• Pinsons de l île Daphne Major aux Galápagos
  (Campbell 431)

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Modes de sélection naturelle

• Sélection directionnelle
• Sélection stabilisante
• Sélection diversifiante

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Sélection directionnelle
Nuisible
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Sélection stabilisante
Nuisible
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Sélection diversifiante
Nuisible
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Y a-t-il évolution actuellement dans lespèce
humaine?

• Pour quil y ait évolution, il faut
• Diversité génétique
• Sélection naturelle
• Est-ce le cas chez les humains ?
• La sélection naturelle est-elle vraiment
  nécessaire?

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La théorie darwinienne de l évolution nest pas
complète

• Lois de la génétiques ne sont pas connues.
• On ne sait rien de linformation génétique.
• Darwin ne peut expliquer doù proviennent les
  nouveaux caractères qui seront sélectionnés.

Découvertes en génétique au cours du XXe siècle
permettent de compléter la théorie
Théorie synthétique de lévolution ou Néo-darwinis
me
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Théorie synthétique de l évolution
Mutations génétiques font apparaître de nouvelles
caractéristiques physiques. Exemples

• Mutation dun gène codant pour une enzyme
  permet la formation d un nouvel allèle codant
  pour une enzyme possédant des propriétés
  différentes de l ancienne.
• Mutation dun gène intervenant dans le
  développement embryonnaire (homéogène) permet de
  grandes modifications physiques.
• Polygénie (multiplication des gènes dans le
  génome) permet la formation de nouveaux gènes qui
  sajoutent aux anciens.