Ce chapitre est le cœur de la biologie moderne. En terminale, tu vas comprendre comment les mécanismes génétiques, à l'échelle de l'ADN, expliquent la transformation des espèces sur des millions d'années. Tu vas lier l'infiniment petit (les gènes) à l'infiniment grand (l'histoire du vivant).
Objectifs du chapitre
- •Comprendre comment les mutations de l'ADN créent de la diversité génétique.
- •Expliquer comment la sélection naturelle agit sur cette diversité pour faire évoluer les populations.
- •Savoir utiliser des arbres phylogénétiques pour retracer les liens de parenté entre les espèces.
1La mutation, source première de la diversité génétique
L'ADN n'est pas un texte figé. Lors de sa réplication, des erreurs, les mutations, se produisent spontanément et aléatoirement. Ces mutations modifient la séquence des nucléotides. La plupart sont neutres ou délétères, mais certaines peuvent conférer un avantage dans un environnement donné. Cette variabilité au sein d'une population constitue le réservoir sur lequel l'évolution peut agir. Sans mutation, il n'y aurait pas de différences héréditaires, et donc pas d'évolution possible.
Chez le moustique, une mutation ponctuelle dans un gène peut modifier la structure d'une protéine ciblée par un insecticide, rendant l'individu résistant. Cette mutation, avantageuse en présence du produit, pourra alors se répandre dans la population.
Pour te souvenir : la mutation est la cause (aléatoire), l'évolution est la conséquence (non aléatoire, car triée par l'environnement).
2La dérive génétique et la sélection naturelle, moteurs de l'évolution
La fréquence des allèles dans une population change sous l'effet de deux mécanismes principaux. La dérive génétique est un changement aléatoire, surtout visible dans les petites populations (effet fondateur, goulot d'étranglement). La sélection naturelle, elle, n'est pas aléatoire : les individus porteurs de phénotypes avantageux dans leur milieu ont une meilleure survie et/ou reproduction. Leurs allèles sont donc transmis davantage à la génération suivante. C'est ce tri non aléatoire qui adapte les populations à leur environnement.
Les phalènes du bouleau : en région polluée, la forme sombre (mutante) est mieux camouflée que la forme claire sur les troncs noircis. Les oiseaux mangent plus les phalènes claires, donc l'allèle 'sombre' devient plus fréquent : c'est la sélection naturelle.
Ne confonds pas : la mutation crée le hasard, la sélection naturelle le trie. La dérive, c'est du pur hasard qui s'applique à tous les allèles, avantageux ou non.
3La spéciation, naissance de nouvelles espèces
L'évolution ne se limite pas à modifier les populations, elle peut en créer de nouvelles, isolées reproductivement : c'est la spéciation. Elle commence souvent par un isolement géographique (barrière montagneuse, rivière) qui sépare une population en deux. Chaque groupe évolue alors indépendamment, par mutations, dérive et sélection. Si les différences génétiques et comportementales deviennent trop grandes, même remis en contact, les individus des deux groupes ne pourront plus se reproduire entre eux. Une nouvelle espèce est née.
Les pinsons des Galapagos étudiés par Darwin. Un ancêtre commun a colonisé différentes îles. Isolés, les populations ont adapté leur bec (par sélection naturelle) à différentes nourritures (graines dures, insectes, cactus...). Au fil du temps, elles sont devenues des espèces distinctes.
Pense à la spéciation comme à un long divorce génétique. L'isolement reproducteur est le point de non-retour.
4Les arbres phylogénétiques, lire l'histoire évolutive
Comment retracer ces histoires évolutives ? Les biologistes comparent des caractères homologues (issus d'un ancêtre commun), comme des séquences d'ADN ou des structures anatomiques. Ils construisent alors des arbres phylogénétiques. Ces schémas montrent les relations de parenté entre espèces. Les nœuds représentent des ancêtres communs hypothétiques. Plus deux espèces partagent un ancêtre commun récent (nœud proche), plus elles sont apparentées. L'arbre montre la divergence progressive à partir d'ancêtres communs.
L'arbre montrant l'Homme, le Chimpanzé et le Gorille. L'Homme et le Chimpanzé partagent un ancêtre commun plus récent que celui qu'ils partagent avec le Gorille. Donc, l'Homme et le Chimpanzé sont plus proches parents entre eux qu'avec le Gorille.
Pour lire un arbre, suis les branches depuis la racine. Le temps s'écoule de la racine (passé) vers les extrémités (présent). La longueur des branches peut indiquer le degré de changement évolutif.
5L'évolution de l'Homme dans le vivant
Nous ne sommes pas le 'but' de l'évolution, mais l'un de ses rameaux. Les données génétiques et fossiles placent sans ambiguïté l'Homme moderne (Homo sapiens) dans le groupe des grands singes africains. Nous partageons plus de 98% de notre ADN avec le chimpanzé, preuve d'une parenté très étroite. Notre lignée s'est séparée de celle des chimpanzés il y a environ 7 millions d'années. Depuis, elle a évolué selon un pattern buissonnant, avec de nombreuses espèces d'Homininés qui ont coexisté, avant qu'Homo sapiens ne devienne la seule espèce survivante de ce groupe.
La comparaison du gène de la cytochrome c (impliquée dans la respiration) montre très peu de différences entre l'Homme et le chimpanzé, un peu plus avec le singe, encore plus avec le chien. C'est une preuve moléculaire de la parenté.
Retiens cette idée forte : nous sommes des grands singes africains modifiés par l'évolution. Cela ne diminue pas notre humanité, cela l'explique.
