mardi 30 septembre 2014

Cahier de texte TS6. Spécialité, 2014-2015

Vendredi 5 septembre.
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
La composition initiale de l'atmosphère terrestre. Evolution du taux de CO2 des origines à aujourd'hui: quelques mécanismes.

Vendredi 12 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Evolution du taux de dioxygène depuis les origines. Signification des minerais de fer rubané et rôle des cyanobactéries.

Vendredi 19 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés. Utilisation de la mesure du ∆18O dans les carottes de glaces et dans les tests de foraminifères.

Vendredi 26 septembre
Pas de spé, sortie scolaire

Cahier de texte TS6. Partie spécifique, 2014-2015

Mercredi 3 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Remise en place de quelques notions de génétique de 1ère S sous forme de discussion

Accompagnement. Présentation de l'épreuve de SVT au bac S spé SVT.

Lundi 8 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Présentation du cycle de l'espèce humaine. Signification de la méiose et de la fécondation.
Présentation de la méiose à travers l'étude chez le criquet mâle.
Mise en place des grandes étapes de la méiose.

Mercredi 10 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Fin de la mise en place de la méiose. Succession d'une division réductionnelle et d'une division équationnelle.

Accompagnement. Groupe A : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes B et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 12 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Déroulement de la méiose et de la fécondation.

Lundi 15 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Analyse à partir de comptages, des croisement black vestigial x sauvage et ebony vestigial x sauvage chez la drosophile.

Mercredi 17 septembre
Elections des délégués
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Mise en place des notions de brassage interchromosomique et intrachromosomique.
Exercice pour le lundi 22 septembre

Accompagnement. Groupe B : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Lundi 22 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique 
Correction de l'exercice distribué le 17 septembre.
Les anomalies de la méiose
— Les anomalies chromosomiques. Origine des trisomies durant la méiose, quelques anomalies.
— Origine des familles multigéniques. Utilisation du logiciel Phylogène pour l'étude de la famille des globines.

Mercredi 24 septembre
Evaluation sommative
Thème 1A. Génétique et évolution 
Les anomalies de la méiose
— Origine des familles multigénique. Les mécanismes.

Accompagnement. Groupe C : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et B : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 26 septembre
Pas de cours. Sortie scolaire.

Lundi 29 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— polyploïdisation. L'exemple de la Spartine
— symbiose. Le cas des lichens. Utilisation de la caméra couplée au microscope.Observation de mycelium de champignon, de pleurocoques et de coupe de Lichen.

Cahier de texte 1ère S2. 2014-2015

Mercredi 3 septembre.
Prise de contact. Présentation du programme.
Thème 1. Devenir homme ou femme
1. Quelques éléments anatomiques

Jeudi 4 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme 
1. Quelques éléments anatomiques
Dissection de l'appareil génital de souris. Comparaison entre l'appareil de souris et l'appareil humain

Vendredi 5 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Retour sur les connaissances des classes précédentes sous forme de discussion libre

Mercredi 10 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Les chromosomes X et Y. Existence du gène SRY. Conséquence sur la détermination du sexe.

Jeudi 11 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Utilisation du logiciel DifSex. Rôle des hormones dans la différenciation.

Vendredi 12 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe A, 12 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes B + C, 22 élèves).

Mercredi 17 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Synthèse des différents éléments vus précédemment. Schéma bilan
4. Evolution ultérieure. Puberté
Evolution morphologique. Castrats et eunuques. Sécrétions hormonales post-pubertaires.

Jeudi 18 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT de testicules et d'ovaire. Utilisation du microscope couplé à une caméra. Obtention de photo légendées.

Vendredi 19 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe B, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + C, 23 élèves).

Mercredi 24 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez le mâle. Principales hormones. Notion de rétrocontrôle.

Jeudi 25 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT d'ovaires. Notion de cycle utérin. Observation de CT d'utérus à 2 moments du cycle (quelques problèmes techniques avec les PC).

Vendredi 26 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe C, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + B, 23 élèves).

dimanche 28 septembre 2014

Diversification génétique, diversification des êtres vivants et biodiversité (TS)

Nous avons vu que les crossing-over inégaux donnent naissance à des familles multigéniques, c'est à dire à de nouveaux gènes produisant de nouvelles protéines assurant de nouvelles fonctions. C'est un mécanisme important de l'évolution mais ce n'est pas le seul.

Les mécanismes de polyploïdisation
Document


Les naturalistes s'intéressent depuis longtemps à des plantes halophiles ("qui aiment le sel") qui vivent dans la zone de balancement des marées, les Spartines.

Schéma montrant l'optimum écologique des Spartines



Spartina maritima


On connait depuis longtemps deux espèces de Spartines, Spartina maritima et Spartina alternifolia.
S. maritima possède une formule chromosomique 2N = 60 et S. alternifolia possède 2N = 62 chromosomes.
Comme l'indique le texte suivant daté de 1952, c'est en 1879 en Angleterre, qu'on a découvert une nouvelle espèce de Spartine, Spartina x towsendi.


Spartina x towsendi


Très vite, on s'est aperçu que cette plante s'étendait rapidement grâce à des rhizome (tiges souterraines) et colonisait les milieux ou elle s'installait. Paradoxalement, cette capacité d'extension, est combinée à une stérilité de la plante, incapable de produire des fleurs ou des graines.
Cette stérilité s'explique par le fait que Spartina x towsendi est un hybride issu du croisement (naturel) de Spartina maritima et Spartina alternifolia. Sa formule chromosomique est donc 2N = 61. Cette imparité du nombre de chromosomes explique l'incapacité de la plante à se reproduire par voie sexuée.
Durant le XXème siècle, on a découvert une nouvelle espèce de Spartine en Angleterre, Spartina anglica. En 2001, Raybould et al. ont confirmé que cette nouvelle espèce dérivait de Spartina x towsendi par doublement du nombre de chromosomes.


L'espèce Spartina anglica possède 2N = 122 chromosomes, ce qui lui permet d'être fertile. C'est une espèce tétraploïde, c'est à dire qu'elle possède 4 lots de chromosomes identiques, phènomène  du à une méiose inachevée.
Les schéma suivant propose différentes modalités de la polyploïdisation des espèces.


Apparition de nouveaux groupes par symbiose
Document


Les lichens constituent un groupe végétal très particulier; Les lichens sont capables de vivre dans des conditions extrêmes de froid ou de sécheresse.

Lichens poussant sur des troncs



Un grand nombre de lichens pousse directement sur la roche.


Le lichen des Rennes est une espèces qui peut pousser dans l'extrême nord de la Laponie. Il est alors la seule source de nourriture des troupeaux de Rennes.



Les lichens forment des thalles (c'est à dire des structures végétales qui n'ont pas de vaisseaux conducteurs de sève) qui ont des formes très variées selon les espèces.


Si on observe une coupe de lichen au microscope, on constate l'existence de deux types de cellules. Certaines sont allongées en forme de filaments : ce sont des cellules de champignon. D'autres sont arrondies, naturellement de couleur verte : ce sont des cellules d'algue.


Interprétation d'une coupe transversale de lichen


Le lichen est donc l'association d'une algue et d'un champignon. Le texte suivant, écrit vers 1920, indique bien la nature de cette association :


Cette association à bénéfice réciproque est appelée une symbiose (vivre ensemble). L'algue produit pas photosynthèse des glucides que le champignon prélève en partie. En retour, le champignon protège l'algue contre le froid et la sécheresse. C'est ce qui explique la réussite extraordinaire des lichens dans les milieux extrêmes.
D'autres symbioses existent dans la nature (le Poisson-Clown avec l'Anémone de mer, Les Zooxanthelles avec les coraux) mais aucune autre n'a donné naissance à de nouveaux êtres vivants à part entières, caractéristique de processus évolutif.

Transfert horizontal de gènes

Ce processus évolutifs est encore hypothétique et n'a pu être établi que chez certaines espèces. Un des cas les plus étonnant est celui de l'Elysie émeraude (Elysia chlorotica) qui est le seul animal photosynthétique actuellement connu.
c'est un Gastéropode faisant partie du groupe des Limaces de mer. Son aire de répartition va des côtes de la Nouvelle-Ecosse aux côtes de la Floride. L'animal mesure jusqu'à 6 cm de long.



L'Elysie broute des algues, essentiellement Vaucheria litorea et accumule les chloroplastes de l'algue dans son organisme.

Vaucheria litorea


Lorsque l'animal possède assez de chloroplastes, il peut vivre une dizaine de mois (sa durée de vie) uniquement pas photosynthèse. En revanche, les chloroplastes ne se transmettent pas d'un génération à l'autre.
Néanmoins, il se posait un problème : pour qu'une plante puisse photosynthétiser, elle doit posséder dans son génome, un gène assurant le fonctionnement du chloroplaste. 
On a découvert chez l'Elysie un gène, psbO, qui permet l'utilisation des chloroplastes. Ce gène est déjà présent dans les œufs et chez les larves, et est le même que le gène présent chez l'algue Vaucheria litorea.
On peut donc supposer qu'il y a eu transfert naturel d'un gène végétal chez un animal. C'est un phénomène tout à fait étonnant et encore incomplètement élucidé.
Certains modèles de transfert de gènes sont proposées comme celui faisant intervenir un virus vecteur. On connaît le phénomène chez les bactéries.


La fabrication des OGM utilise aussi un transfert horizontal de gène artificiel, utilisant un virus vecteur. En revanche, le phénomène est rare dans le milieu naturel. On pense aujourd'hui que la présence des mitochondries ou des chloroplastes dans les cellules eucaryotes s'expliquerait par un double phénomène:
— d'abord une symbiose entre la cellule eucaryotes et des cyanobactéries assurant la respiration ou la photosynthèse
— puis un transfert horizontal de gènes dans le génome de la cellule eucaryote assurant une interdépendance entre les cyanobactéries devenues symbiotes obligatoires  et la cellule eucaryote.
On intègre de plus en plus ces transferts horizontaux de gènes dans les arbres phylogénétiques :


Remarque : Archaea correspond aux Archéobactéries, des bactéries primitives considérées comme aussi différentes des Bactéries que celles-ci le sont des Eucaryotes.

Les gènes homéotiques et leurs mutations
Documents



Les gènes homéotiques sont présent chez tous lesêtres vivants, animaux ou végétaux. Ils interviennent au niveau de la mise en place du plan d'organisation de l'animal. On les appelle aussi gènes architectes. Chez les Vertébrés, les gènes Hox codent pour l'axe crânio-caudal et les gènes Pax pour l'axe dorso-ventral.

Comparaison des gènes homéotiques chez la drosophile et chez l'embryon de souris.


On peut constater que les gènes homéotiques, bien qu'ils codent pour des plans d'organisation très différents entre un Insecte et un Vertébré, ils dérivent tous dune série de gènes ancestraux.


On estime donc que les gènes Hox, par exemple, constituent une famille multigénique.


Les gènes homéotiques peuvent subir des mutations comme tous les gènes. Chez la drosophile, on connaît bien les mutations des gènes Hox, Antennapedia et Ultrabithorax.

Mutant Antennapedia


Mutant Bithorax


Chez les Vertébrés, on a pu obtenir différents mutants des gène Hox, notamment chez la souris. C'est tout une série de gènes Hox, qui, par exemple permettent le développement des membres.

Correspondance entre les membres et les gènes Hox


Si on provoque des mutations sur certains de ces gènes, on obtient le résultat suivant (en haut membre normal de souris, en bas, membre muté).


On peut aussi travailler sur les gènes Hox-6 pour obtenir une extension des côtes chez la souris.


Des mutations des gènes Hox-3 entraînent des modifications au niveau des vertèbres cervicales, notamment la disparition de la première vertèbre, l'atlas.


On peut dès lors, penser que les modifications du plan d'organisation qu'on peut observer chez les différents groupes de vertébrés aient pu apparaître par une série de mutation des gènes homéotiques. Tel peut être le cas chez les serpents qui sont toujours considérer comme des vertébrés tétrapodes alors qu'ils n'ont plus de patte.


Cette hypothèse est étayée par le fait que chez certains serpents comme les pythons, on peut observer encore des structures osseuses qui sont des restes de pattes, voie des petites excroissances visibles dans la partie antérieure de l'animal.


D'un point de vue évolutif, on considère que les territoires embryonnaires gouvernés par les gènes Hox peuvent s'activer selon des rythmes et une importance différentes. Le schéma suivant met en évidence ces phénomènes chez quatre espèces : un requin, le poisson-spatule, le poisson-zèbre et la souris.


La transmission culturelle des comportements

Nous allons travailler sur un exemple fameux, celui d'un singe, le Macaque japonais (Macaca fusca).


Documents




Le Macaque japonais est très étudié car c'est une des espèces qui présentent la plus grande aptitude à modifier son comportement.
Une des premières observation a été l'apparition du comportement de baignade dans les eaux thermales chaudes durant l'hiver dans les années 50-60.


Un jeune s'est installé dans l'eau chaude, puis petit à petit un groupe de jeunes. En revanche, lessinges plus vieux ne changent pas de comportement. Ensuite, les jeunes devenus adultes transmettent aux jeunes cette activité. Il y a donc transmission d'une culture particulière à un groupe.
Il est à remarquer que la baignade est l'apanage des singes dominants.
Dans les mêmes années et selon le même mécanisme, dans une région différente du Japon, d'autres traditions sont apparus.
En premier lieu, le nettoyage des patates douces dans l'eau.


Une photo historique de la première observation du lavage des patates douces et de la transmission de la technique à un petit.


Plus tard, le même groupe de Macaque triera les grains de blé et les séparera du sable en les mettant dans l'eau de mer.
Plus récemment, on a pu observé chez certains groupes de Macaque, l'apparition d'un comportement de manipulation de pierres et sa transmission aux jeunes générations.


Tout ces comportement ont été récemment acquis et montre la capacité des animaux à transmettre des techniques acquises, parfois complexes.
Ces comportements acquis s'ajoutent à des comportements innés, par exemple l'épouillage chez le Macaque.


Ces comportements ritualisés permettent le maintient d'une hiérarchie, donc d'une cohésion du groupe. 
On a pendant longtemps pensé que l'innovation dans le domaine de l'acquisition de nouveaux comportements ou l'utilisation de nouveaux outils étaient une spécificité humaine. Les découvertes en éthologie de ces cinquante dernières années prouvent le contraire.
On voit que les processus de diversification d'une espèce sont très nombreux et très variés. 


Il reste une difficulté, c'est celle de la définition de l'espèce. Nous allons présenter quelques jalons historiques de la définition de cette unité du vivant.

Comment définir une espèce ?
C'est à partir du XVIIIème siècle, avec l'avancée des sciences, que plusieurs problème se sont réellement posés.
Pour décrire les plantes ou les animaux qui sont rapportés des grands voyages d'exploration, durant la Renaissance ou le XVIIème siècle, on utilise une diagnose, qui est un petit texte en latin qui décrit brièvement le spécimen. Cette méthode s'avère peu pratique et peu scientifique.
L'autre problème est de différencier des spécimens qui se ressemblent sans être tout à fait les mêmes.
Prenons le cas des Coccinelles :


On constate qu'un même nom recouvre des animaux très différents.
En outre, le nom vernaculaire (populaire) varie selon les pays, voire selon les régions :
— bête à bon dieu en France
— ladybird en Angleterre
— Marienkäfer dans les pays germaniques
Une véritable internationale de la science se constitue au XVIIIème siècle qui comprend très vite qu'une telle situation n'est plus acceptable. 
C'est le suédois Carl von Linné (1707-1778) qui a fixé les règles de dénomination des espèces, reprenant les idées du français Joseph Pitton de Tournefort (1656-1708).

Carl von Linné


Une espèce se détermine par deux noms :
— un nom de genre, avec une majuscule, correspondant à un ensemble d'espèces proches. Exemple : Coccinella.
— un nom d'espèce, avec une minuscule, correspondant à l'ensemble des individus ayant un aspect semblable. Exemple : Coccinelle septempunctata (la coccinelle à 7 points).
On écrira donc : Coccinella septempunctata, Latreille 1807, ce qui signifie que l'animal a été nommé pour la première fois par le français Latreille en 1807.


Le loup gris : Canis lupus, Linné 1758


L'ouvrage le plus important de Linné est le Système de la Nature (1758) où l'auteur propose sa nomenclature et introduit des éléments de classification, reflet de la création divine.




Son exact contemporain est le français Georges-Louis Leclerc de Buffon (1707-1788).


Pour Buffon, la ressemblance entre les êtres vivants, n'est pas le critère principal de définition de l'espèce.
Pour lui, le critère fondamental est la capacité qu'ont des individus à engendrer un nouvel individu lui-même fertile.
C'est le critère d'interfécondité.
Buffon est connu pour son grand ouvrage baptisé Histoire Naturelle parue de 1749 à 1789. L'ouvrage étant demeuré inachevé, c'est Bernard Germain Etienne de Lacépède (1756-1825) qui l'achève entre 1788 et 1804.

Illustration pour l'Histoire Naturelle. La guenon à long né, aujourd'hui Nasique de Bornéo (Nasalis larvatus).



Pour la majorité des naturalistes du XVIIIème siècle, tels Linné et Buffon, Les espèces ont été créées par Dieu et, comme telles, ne peuvent pas subir de modification. Buffon parle parfois de modifications légères apparues au cours du temps, qui ne remettent pas en cause ce dogme du fixisme.
Cependant, en Angleterre, Erasmus Darwin (1731-1802) grand père de Charles, s'intéresse aux fossiles découverts dans les mines. Il y voit une preuve de la transformation des espèces et une remise en cause de la création divine. C'est un critique sévère du créationnisme.


C'est en France, pour la première fois, qu'un naturaliste va proposer une théorie complète de la modification des espèces au cours du temps. C'est le chevalier Jean-Baptiste de Monet de Lamarck (1744-1829) qui fonde le transformisme.


Devenu professeur au Museum d'Histoire Naturelle de Paris, fondé pendant la Révolution, il publie en 1809 sa Philosophie Zoologique qui expose ses idées, notamment l'hérédité des caractères acquis.

Un extrait de la Philosophie Zoologique 


Malheureusement, les idées de Lamarck vont trouver en Georges Cuvier (1769-1832), un adversaire implacable, qui présentera de façon ridicule les intuitions de Lamarck, présentation qui perdure encore aujourd'hui.


Cuvier est un très grand scientifique, fondateur de la paléontologie moderne. Transformiste dans sa jeunesse, il devient véritablement un fixiste obsessionnel dans la seconde partie de sa vie.
Sa définition de l'espèce est essentiellement fondée sur la ressemblance entre les individus qui en font partie.
Afin d'expliquer l'existence d'espèces fossiles, il propose la Théorie de catastrophes. Il y aurait eu plusieurs créations divines à la surface du globe suivies de catastrophes, la dernière en date étant le Déluge. Les fossiles seraient les traces des créations précédentes (les Révolutions de la surface du globe, 1825).

Quelques problèmes relatifs à l'espèce, à la spéciation et à la sélection naturelle
Dans une population d''une espèce donnée, la fréquence des allèles varie. Deux phénomènes jouent sur cette variation :
— la dérive génétique
— la sélection naturelle ou pression de sélection

La dérive génétique
La dérive génétique est un concept difficile à comprendre dans le détail. Les généticiens estiment que, sans pression de sélection (c'est à dire dans le cas d'une population isolée qui ne présente pas de prédateur), la fréquence des allèles varie de façon tout à fait aléatoire. 
Les différents tracées sur le modèle mathématique présenté ci-dessous, ont été produits dans les mêmes conditions de départ affichées.

Site : http://www.ac-limoges.fr/svt/accueil/html/select-nat-foucher/derive_genetique_bis.html

On peut constater que les différentes courbes sont très différentes, ce qui traduit le côté aléatoire de la dérive génétique. On estime, cependant, que si l'allèle est bien représenté dans la population de départ, que cette population est de grande taille et que le nombre de générations soit suffisant, cet allèle aura tendance à être surreprésenté au cours du temps, ce qui entrainera une baisse de la diversité dans la population.

La sélection naturelle
L'exemple le plus célèbre de mise en évidence de la sélection naturelle est celui des populations de Phalènes du Bouleau (Biston betularia), en Angleterre au milieu du XXème siècle.
La Phalène du bouleau se présente dans la nature sous deux variétés :
La variété blanche dite Typica


La variété noire dite Carbonaria


Avant le XIXème siècle, c'est la variété Typica qui était largement la plus représentée. A partir du XIXème siècle, le pourcentage de variété Carbonaria a commencé à augmenter.
La situation était la suivante vers 1950 :


Une équipe dirigée par Kettlewell va analyser la répartition des Phalènes en travaillant sur deux stations, une restée rurale et une autre industrialisée. L'équipe pratique la méthode dite de capture/recapture. Elle consiste à capturer des phalènes, à les marquer, puis après un temps déterminé, à recapturer et compter les individus marqués. Kettlewell obtient les résultats suivants :


On constate dans l'expérience 2 que le pourcentage de Typica recapturés dans une zone industrialisée est beaucoup plus faible que le pourcentage de Carbonaria. Les résultats sont inversés dans un milieu rural. L'expérience 3 met en évidence le rôle des prédateurs (les oiseaux) dans l'obtention de ces pourcentages. 


Ce petit dessin montre que l'agent de sélection naturelle est ici le prédateur des Phalènes.
On a établi un modèle mathématique de la répartition des allèles Carbonaria (C, dominant) et Typica (c, récessif), selon les conditions d'environnement.
Dans les trois exemples suivants, on a pris trois situations différentes qui sont indiqués au dessus :



Site : SVT-Nantes. Rechercher : Phalene du bouleau. / sélection naturelle et simulation graphique

Spéciation et hybrides interspécifiques
La spéciation est le phénomène d'apparition d'une espèce. C'est un phénomène très complexe dont on ne connaît encore pas toutes les modalités (et de loin !).
Un exemple intéressant nous est donné par l'apparition du Pizzly qui fait partie de la famille des Ursidées.
Le Pizzly (contraction de Polar bear et Grizzly) encore appelé Grolar est apparu il y a quelques années en Amérique du Nord.



On sait aujourd'hui que le Pizzly est le résultat d'un croisement entre l'Ours polaire (Ursus maritimus) et le Grizzly (Ursus arcos).

Le Grizzly vit dans les forêt du nord des USA et du Canada.



L'ours polaire vit dans les zones de banquise de l'hémisphère nord.



Tableau de comparaison des caractéristiques de l'Ours polaire et du Grizzly


Le Pizzly est donc un hybride interspécifique qui apparaît naturellement. Les individus sont fertiles et peuvent se reproduire entre eux. Il y a interfécondité. On peut donc se demander si le Pizzly n'est pas en train de se constituer comme une nouvelle espèce.
On peut supposer que l'habitat de l'Ours polaire étant en train de se réduire du fait du réchauffement climatique, des petites populations se sont retrouvées isolés. Pour perpétuer l'espèce, il y a eu obligation de fécondation interspécifique.
On peut expliquer cette possibilité d'interfécondation par la séparation récente des deux espèces au cours du Cénozoïque comme le montre l'arbre phylogénétique suivant :


Cette séparation étant récente, les deux espèces ne sont pas suffisamment éloignées génétiquement pour interdire l'interfécondité. Une autre hypothèse tout aussi envisageable et de penser que le Grizzly et l'Ours polaire ne sont que deux variétés d'une même espèce. 
Comme on le voit, la notion d'espèce est extrêmement difficile à définir avec précision.
Un autre cas est celui des croisements entre les Félidés ou Félins. Toutes les espèces appartenant à cette famille ont un caryotype 2N = 38


On pourrait donc s'attendre à ce que les hybridations interspécifiques se passent bien. On a en effet obtenu de nombreux hybrides.

Le Tigron, résultat du croisement entre un Lion et une Tigresse


Le Ligron ou Ligre, résultat du croisement entre un Tigre et une Lionne


Curieusement, dans les deux cas, la femelle est fertile mais le mâle est stérile.
On a pu aussi obtenir le Léopon, hybride entre un Lion et un Léopard femelle.


Alors que tout ces hybrides ne sont obtenus qu'en captivité, certains zoologistes estimes que le Lion tacheté du Kenya ou Marozi pourrait être un Léopon naturel. Cette hypothèse est extrêmement  critiquée par la majorité des scientifiques.


On a pu obtenir aussi quelques Titigrons, croisement entre un TIgre et un Tigron femelle, aussi bien que de rares Liligres, croisement entre un Lion et un Liligre femelle. Ces animaux semblent stériles.

Titigron


Liligron ou Liligre


Actuellement, les scientifiques ne comprennent pas pourquoi des espèces aussi proches que les différents félins ne donnent pas des hybrides entièrement fertiles. Dans ce cas, le critère d'interfécondité  s'applique sans problèmes.
Comme on le voit la notion d'espèce n'est pas sans poser de nombreuses questions. Ces questions ont pour la première fois été abordées par Charles Darwin (1809-1882).

Charles Darwin en 1878


Dans sa jeunesse, Darwin est invité en temps que naturaliste, à faire un long périple de 5 ans sur un navire appelé le Beagle qui est affrété pour faire du relevé topographique.


Comme on le constate, le Beagle va sillonner les mers du Sud. C'est lors d'un arrêt de 2 mois sur les îles Galapagos que Darwin va élaborer sa théorie de la sélection naturelle, en observant la diversité des Fringillidés (pinsons) qui peuplent l'archipel. Les différents îles d'origine volcanique (les îles Galapagos sont situées sur un point chaud) présentent de très grandes diversités de climat et d'environnement du fait des courants froids qui circulent dans cette zone (courant de Humboldt et courant de Cromwell).


Les pinsons des Galapagos se distinguent par la taille et surtout par la taille et la forme du bec, qui varie en fonction du type de nutrition. Par exemple, sur certaines îles, l'espèce présente une adaptation à une nutrition exclusivement à base de cactus.


Pour Darwin, les différentes espèces de pinsons qui peuplent les Galapagos auraient pour origine un groupe d'oiseaux du genre Tiaris qui auraient émigré depuis le continent sud-américain. La diversification se serait alors faite en fonction de l'environnement, par sélection du plus apte. L'isolement géographique des différentes espèces aurait entraîné la spéciation
Cette hypothèse a été vérifiée par l'analyse des conséquences de la sécheresse de 2004 sur les population de Geospiza sur une toute petite île de l'archipel.


Sur cette île, il existe deux variétés de Geospiza fortis, une à gros bec et une autre à bec plus fin. La variété (ce n'est pas une espèce) à gros bec mange des graines de grande taille alors que l'autre variété mange des petites graines,.
On constate qu'avant la sécheresse, la variété à gros bec est dominante en nombre d'individus. Avec la sécheresse, la taille des graines diminue et le nombre de pinsons à petit bec augmente. La pénurie de grosses graines diminue la résistance des oiseaux à gros bec dont le taux de natalité diminue alors que c'est l'inverse chez les pinsons à petit bec. C'est ce qui explique l'augmentation de la population de G. fortis à petit bec l'année suivant la sécheresse. On est dans le même cas de figure qu'avec les Phalènes. Plus récemment, on a découvert que la formation des becs étaient due au fonctionnement d'un territoire embryonnaire gouverné par un gène homéotique.

Après 20 ans de travail et de réflexion, Darwin publie en 1859, De l'origine des espèces par voie de sélection naturelle, le livre le plus important de l'histoire de la biologie. Il est à la base de l'évolutionnisme. Son importance dépasse de loin le seul domaine de biologie car il remet en cause le dogme de la création divine.
Pour Darwin, l'espèce étant en constante évolution, n'a pas d'existence bien déterminée. C'est un groupe d'êtres vivants à contours flous qui est utilisé comme facilité de langage. Seul l'individu a une existence réelle.
A peu près au moment où Darwin élabore sa théorie de la sélection naturelle, un autre naturaliste Alfred Russell Wallace (1823-1913) construit un modèle très proche.

Alfred Russell Wallace


Précurseur de l'écologie scientifique, Wallace considère que l'espèce est non seulement soumise à une concurrence entre individus mais subit aussi une pression écologique due à l'environnement. Ce sont ces deux facteurs qui aboutissent à la spéciation.
Au début du XXème siècle, une nouvelle science fait son apparition : la génétique. Elle va permettre au scientifiques de compléter l'hypothèse de Darwin qui ne donnait aucune explication sur le moteur permettant la sélection du plus apte au sein d'une population. Les notions de mutations et de fréquence allélique vont y répondre.
La théorie synthétique de l'évolution réunit trois domaines de la biologie : le darwinisme, la génétique et la paléontologie, la reconstitution des faunes et des flores disparues ayant fait des pas de géants au début du XXème siècle.
L'un des représentant les plus éminents de la théorie synthétique de l'évolution est le zoologiste Ernst Mayr (1904-2005).


Selon Mayr, "Les espèces sont des groupes de populations réellement ou potentiellement capables de se croiser et qui sont reproductivement isolés des autres groupes ayant les mêmes propriétés" (1942).
Le schéma ci-dessous propose un modèle récent assez partagé de la spéciation.


Voici un schéma bilan que je trouve tout à fait intéressant. Il s'agit du travail de Bertille Boez, Clara Diot, PIerre-Maxime Delattre, Cyril Leporc et Enzo Petracco.



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