Évolution : sélection naturelle, hasard et nouvelles espèces

Complète avec le mot exact.

1. Une espèce dont plus aucun individu ne vit sur Terre est une espèce .
   Elle est éteinte : plus aucun individu ne survit ni ne se reproduit.
2. La transformation des espèces au fil des générations, à partir d’ancêtres communs, s’appelle l’.
   C’est l’évolution : toutes les espèces, actuelles et fossiles, sont apparentées.
3. Après une crise biologique, les espèces survivantes se : de nouvelles espèces apparaissent et occupent les milieux libérés.
   Elles se diversifient, comme les mammifères après −66 Ma.

Calcule (1 milliard d’années = 1 000 millions d’années ; Ma = million d’années).

1. La Terre s’est formée il y a 4,54 milliards d’années ; les plus anciennes traces de vie admises ont environ 3,5 milliards d’années. Combien de millions d’années les séparent ? Ma
   4,54 milliards = 4 540 Ma ; 3,5 milliards = 3 500 Ma ; 4 540 − 3 500 = 1 040 Ma.
2. En prenant 225 Ma pour les premiers mammifères et 66 Ma pour la disparition des dinosaures non aviens, pendant combien de millions d’années les deux groupes ont-ils vécu ensemble ? Ma
   225 − 66 = 159 Ma : les mammifères ont longtemps vécu à côté des dinosaures avant de se diversifier.
3. Si l’histoire de la vie (3,5 milliards d’années) tenait en 24 heures, combien de secondes occuperait l’existence d’Homo sapiens (300 000 ans) ? Arrondis au dixième. s
   24 h = 86 400 s. 300 000 ÷ 3 500 000 000 × 86 400 ≈ 7,4 s : les dernières secondes de la journée.

Dans une carrière, la couche A (la plus ancienne) contient 48 espèces fossiles. La couche B, juste au-dessus, contient 12 de ces espèces et 6 espèces qui n’existaient pas dans la couche A (nombres choisis pour l’exercice).

1. Combien d’espèces de la couche A ont disparu entre A et B ?
   48 − 12 = 36 espèces disparues.
2. Quel pourcentage des espèces de la couche A a disparu ? %
   36 ÷ 48 = 0,75, soit 75 % : une crise biologique sépare sans doute les deux couches.
3. Combien d’espèces différentes la couche B contient-elle en tout ?
   12 survivantes + 6 nouvelles = 18. Les 6 nouvelles descendent des survivantes : ce ne sont pas les disparues revenues.
4. Un élève affirme : « après la crise de −66 Ma, les dinosaures sont réapparus sous forme d’oiseaux ». En réalité, les oiseaux descendent de dinosaures qui avaient à la crise.
   Les oiseaux existaient déjà avant −66 Ma : ce sont des dinosaures (aviens) qui ont survécu. Une espèce éteinte ne réapparaît jamais.

Réponds « héréditaire » ou « non héréditaire ».

1. La couleur des yeux d’un enfant, la même que celle de sa grand-mère. →
   Elle dépend des allèles reçus : héréditaire.
2. La peau bronzée d’un surfeur après un été au soleil. →
   Le bronzage vient du soleil, pas des allèles : non héréditaire, il ne passe pas aux enfants.
3. Le pelage blanc d’un lapin albinos, né de deux parents au pelage brun. →
   Héréditaire : chaque parent portait un allèle récessif masqué, et le lapereau a reçu les deux.
4. Le cal sur les doigts d’une guitariste qui joue tous les jours. →
   Il vient de l’usage : non héréditaire.

Calcule la fréquence en %.

1. Dans un élevage, 18 lapins sur 72 ont le pelage noir. Fréquence du pelage noir : %
   18 ÷ 72 = 0,25, soit 25 %.
2. Sur 250 coccinelles à deux points d’un jardin, 40 sont noires à points rouges et les autres rouges à points noirs. Fréquence des rouges à points noirs : %
   250 − 40 = 210 rouges ; 210 ÷ 250 = 0,84, soit 84 %.
3. Une population passe de 80 porteurs d’un allèle sur 320 individus à 90 porteurs sur 360. La fréquence des porteurs passe de % à %.
   80 ÷ 320 = 25 % ; 90 ÷ 360 = 25 %. Il y a plus de porteurs, mais la fréquence n’a pas changé : la population n’a pas évolué pour ce caractère.

Raisonne.

1. Une forêt compte 2 000 pins, dont 300 aux aiguilles bleutées (caractère héréditaire). Cinquante ans plus tard, une tempête en a abattu une partie : il reste 1 500 pins, dont toujours 300 bleutés. La fréquence des aiguilles bleutées est passée de 15 % à %.
   300 ÷ 1 500 = 0,2, soit 20 %. Le nombre de pins bleutés n’a pas changé, mais leur fréquence a augmenté : la composition de la population a changé, et la génération suivante, issue de ces pins, comptera elle aussi plus de bleutés.
2. Deux boutures d’un même géranium (elles ont exactement les mêmes allèles) poussent l’une au soleil, l’autre à l’ombre, et n’ont pas la même taille. Cette différence vient du .
   Mêmes allèles, tailles différentes : la différence vient du milieu (la lumière). Elle n’est pas héréditaire.
3. Un culturiste a développé ses muscles par l’entraînement. Grâce à cet entraînement, son futur enfant a % de chances supplémentaires de naître plus musclé.
   0 % : un caractère acquis ne modifie pas l’ADN des cellules reproductrices, il ne se transmet pas.

Complète avec le mot exact.

1. Le mécanisme par lequel les individus aux caractères favorables dans leur milieu laissent plus de descendants s’appelle la sélection .
   La sélection naturelle, proposée par Darwin et Wallace.
2. Le naturaliste qui publie L’Origine des espèces en 1859 s’appelle Charles .
   Charles Darwin ; Alfred Russel Wallace était arrivé aux mêmes idées.
3. Pour que la sélection naturelle fasse évoluer une population, les variations doivent être .
   Seules les variations héréditaires passent aux descendants.

Raisonne avec les trois constats de Darwin.

1. Sur une plage de sable clair vivent des souris claires et des souris sombres ; les chouettes repèrent mieux les sombres. Après de nombreuses générations, la forme la plus fréquente sera la forme .
   Les sombres sont plus souvent mangées avant de se reproduire : la forme claire devient la plus fréquente.
2. La même mutation « pelage sombre » apparaît chez des souris qui vivent sur des coulées de lave noire. Dans ce milieu, elle est .
   Sur la lave noire, le pelage sombre camoufle : il est avantageux. Le même caractère est désavantageux sur le sable clair : tout dépend du milieu.
3. Dans une portée de 8 souriceaux, 2 seulement atteignent l’âge de se reproduire. Quel pourcentage meurt avant ? %
   6 ÷ 8 = 0,75, soit 75 % : il naît bien plus de jeunes que le milieu ne peut en nourrir (deuxième constat de Darwin).

Corrige ou calcule.

1. Un élève écrit : « les poux deviennent résistants au shampoing anti-poux pour survivre ». En réalité, les poux résistants existaient le premier shampoing, qui les a seulement triés.
   La mutation de résistance apparaît au hasard, avant le traitement ; le shampoing tue les sensibles et laisse les résistants se reproduire.
2. Pour Lamarck (1809), la girafe aurait allongé son cou en s’étirant, puis transmis cet allongement. L’erreur : un caractère au cours de la vie ne se transmet pas.
   Un caractère acquis ne modifie pas l’ADN des cellules reproductrices. Darwin explique le long cou par le tri de girafes qui naissaient déjà avec des cous de longueurs différentes.
3. Sur une coulée de lave, 1 000 souris dont 10 % de sombres. Avant la saison de reproduction, 50 % des sombres et 20 % des claires survivent. Fréquence des sombres parmi les survivantes, arrondie à l’unité : %
   Sombres : 100, dont 50 survivent. Claires : 900, dont 180 survivent. 50 ÷ (50 + 180) = 50 ÷ 230 ≈ 22 %, contre 10 % au départ.

Complète avec le mot exact.

1. La variation au hasard de la fréquence d’un allèle d’une génération à l’autre s’appelle la génétique.
   C’est la dérive génétique.
2. Les mutations apparaissent au , sans viser un besoin de l’organisme.
   Au hasard : la sélection trie ensuite.
3. Quand un allèle est porté par tous les individus d’une population, on dit qu’il est .
   Il est fixé (fréquence 100 %) ; les autres allèles du gène ont disparu de la population.

Réponds « sélection » ou « dérive ».

1. Dans 6 petites mares isolées, un allèle sans effet visible part de 50 % et finit à 10 %, 90 %, 0 %, 60 %, 100 % et 35 %. →
   Des changements dans tous les sens, sans avantage : dérive.
2. Dans 6 champs traités chaque année au même herbicide, un allèle de résistance passe de 1 % à plus de 80 % dans les 6 champs. →
   Même sens partout, avantage évident en présence de l’herbicide : sélection.
3. Une crue noie au hasard presque toutes les musaraignes d’une vallée ; chez les 12 survivantes, une tache claire sur le dos, sans avantage connu, est passée de 10 % à 50 %. →
   Très peu de survivantes, choisies par le hasard de la crue, un caractère sans avantage : dérive (comme un effet fondateur après une catastrophe).

Raisonne et calcule.

1. Une population de 5 000 crapauds porte un allèle rare : 1 % des exemplaires du gène. Un incendie ne laisse que 10 crapauds, dont un seul porte cet allèle, en un exemplaire. Fréquence de l’allèle chez les survivants : %
   10 crapauds = 20 exemplaires du gène ; 1 ÷ 20 = 0,05, soit 5 % : cinq fois plus qu’avant, par simple hasard.
2. Huit souris ont 16 exemplaires d’un gène ; un allèle neutre r y a une fréquence de 25 %, soit 4 exemplaires, portés par 4 souris (un chacune). Un éboulement tue au hasard 2 de ces 4 porteuses. Fréquence de r chez les 6 survivantes, arrondie à l’unité : %
   Il reste 2 exemplaires de r sur 6 × 2 = 12 : 2 ÷ 12 ≈ 17 %. Attention : le total d’exemplaires a lui aussi baissé.
3. Le lent éloignement de l’Amérique du Sud et de l’Afrique s’appelle la dérive des ; elle n’a rien à voir avec la dérive génétique.
   La dérive des continents déplace des plaques ; la dérive génétique fait varier des fréquences d’allèles.

Complète avec le mot exact.

1. La naissance de nouvelles espèces à partir d’une espèce ancestrale s’appelle la .
   C’est la spéciation.
2. Deux populations qui ne peuvent plus se reproduire entre elles, même réunies, présentent un isolement .
   Un isolement reproductif : ce sont deux espèces.
3. Un hybride qui ne peut pas avoir de descendants est dit .
   Il est stérile, comme le mulet.

Nomme l’étape : « isolement », « divergence » ou « isolement reproductif ».

1. Une coulée de lave coupe une forêt en deux et sépare une population d’escargots. →
   Une barrière apparaît : isolement (géographique).
2. Génération après génération, les escargots du côté humide deviennent plus grands, ceux du côté sec gardent une coquille plus épaisse. →
   Chaque population évolue à sa façon : divergence.
3. Des milliers d’années plus tard, la lave est couverte de végétation ; les deux formes se rencontrent mais ne s’accouplent plus. →
   Même réunies, plus de reproduction : isolement reproductif, deux espèces.

Raisonne.

1. Deux populations de grenouilles vivent dans la même mare, mais l’une se reproduit en mars et l’autre en mai. Sans aucune barrière, elles ne se croisent pas : l’isolement reproductif vient ici de leurs de reproduction.
   Des périodes de reproduction décalées suffisent à empêcher les croisements.
2. Le pouillot véloce et le pouillot fitis, deux petits oiseaux, sont si semblables que les ornithologues les distinguent surtout au chant ; ils ne se reproduisent presque jamais ensemble. Ils forment espèce(s).
   Deux espèces : le critère est la reproduction, pas l’aspect.
3. Une île de 2 millions d’années abrite 9 espèces de lézards, toutes issues d’une seule espèce arrivée à sa formation. Chaque spéciation sépare une espèce en deux. En moyenne, une spéciation a eu lieu tous les combien de milliers d’années ?
   Passer de 1 à 9 espèces demande 8 spéciations ; 2 000 000 ÷ 8 = 250 000 ans, soit 250 milliers d’années (et non 2 000 000 ÷ 9).

Complète avec le mot exact.

1. La marche sur deux jambes s’appelle la .
   La bipédie, acquise bien avant le gros cerveau.
2. Homo sapiens est apparu en il y a environ 300 000 ans.
   En Afrique, d’où il s’est répandu sur toute la planète.
3. L’espèce humaine qui a vécu en Europe et en Asie de l’Ouest de −400 000 à −40 000 ans, et enterrait ses morts, est l’homme de .
   L’homme de Néandertal, espèce cousine de la nôtre.

Calcule avec les données du cours.

1. Homo erectus (1,9 Ma à 110 000 ans) et Homo sapiens (300 000 ans à aujourd’hui) ont coexisté pendant ans.
   De −300 000 à −110 000 : 300 000 − 110 000 = 190 000 ans.
2. Le cerveau de Lucy mesurait moins de 500 cm³, celui d’Homo sapiens environ 1 300 cm³. Notre cerveau est au moins fois plus gros.
   1 300 ÷ 500 = 2,6. Lucy marchait déjà debout : la bipédie a précédé le gros cerveau.
3. La capacité à digérer le lait à l’âge adulte s’est répandue chez des peuples d’éleveurs en quelques milliers d’années. Avec une génération humaine tous les 25 ans environ, combien de générations y a-t-il en 5 000 ans ?
   5 000 ÷ 25 = 200 générations seulement : pour qu’un allèle devienne fréquent aussi vite, il a fallu qu’il soit fortement sélectionné. L’évolution humaine continue.

Corrige l’affirmation.

1. Un magazine titre : « Néandertal, notre ancêtre ». Il aurait fallu écrire « Néandertal, notre espèce ».
   Néandertal a vécu en même temps que nous : c’est une espèce cousine, pas un ancêtre.
2. « L’homme descend du chimpanzé » est faux : l’homme et le chimpanzé descendent d’un commun, qui n’était ni l’un ni l’autre.
   Un ancêtre commun vieux de 5 à 8 millions d’années : les deux lignées ont évolué depuis.
3. Un allèle reçu des Dénisoviens est très fréquent chez les Tibétains, qui vivent en haute altitude, et rare dans les plaines de Chine. Il est devenu fréquent sur les hauts plateaux par naturelle.
   Il aide à vivre dans un air pauvre en dioxygène : avantage dans ce milieu, donc sélection naturelle.