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Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biod

Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biodiversité, Ecologie & Environnement Responsable de matière : Mounia AMOURA 1 Matière : Réponse fonctionnelles des organismes aux contraintes de l’environnement Chapitre 1. L’évolution Biologique « l’Adaptation biologique » (Des notions en relation à définir) Introduction On désigne sous le nom d’évolution biologique les phénomènes qui ont permis la transformation d’organismes primitifs apparus il ya plusieurs centaines de millions d’années et qui ont conduit, progressivement, à la situation actuelle. L’évolution biologique est la résultante de deux processus : la transformation des espèces avec le temps, et la disparition d’espèces anciennes. Pour ces raisons, les théories relatives à l’évolution sont connues sous le nom de l’évolutionnisme ou de transformisme. Darwin n’a pas employé le mot « évolution », mais l’expression « descent with modification » qui en est synonyme ; en termes modernes : le changement dans la composition génétique d'une population au cours des générations. La notion de l’évolution biologique permet d’expliquer la diversité des espèces, l’apparition des nouvelles espèces ainsi que l’extinction d’autres espèces. Depuis une cinquantaine d’années, les recherches sur l’évolution sont devenues très nombreuses et elles se sont encore amplifiées durant l’année 2009. L’année 2009 a marqué le bicentenaire de la parution de la philosophie zoologique de Lamarck qui été le premier à insister d’une façon cohérente sur la variabilité des espèces qui est indispensable à leur évolution. Plus que jamais la phrase célèbre du généticien et évolutionniste Thodosius Dobzhansky est d’actualité : « Rien n’a de sens en Biologie, si ce n’est à la lumière de l’évolution ». Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biodiversité, Ecologie & Environnement Responsable de matière : Mounia AMOURA 2 Le problème de l’évolution telle que présente Darwin, c’est qu’elle suppose à la fois l’existence d’un stock, d’une réserve de l’inégalité dans laquelle irait puisait la sélection, et une pression de sélection mortelle est toujours instable. La faune et la flore ne sont jamais adaptés à un milieu unique, à une température précise, au dixième degré près, à une exposition unique au vent et à l’humidité. Chez toutes les espèces, il y a une capacité d’adaptation comportementale, une plasticité indépendante de l’évolution des gènes, surtout quand on remonte la chaîne de l’évolution. Le milieu peut changer légèrement, sans que les espèces aient besoin de changer génétiquement, même insensiblement. En fait, tout est une question de degré. L’espèce et l’individu disposent d’un champ d’adaptation comportementale –qui dépend des gènes-- mais qui leur permet de s’adapter sans savoir à évoluer génétiquement. 2. Théories de l’évolution Voir le Power point (ppsx.) sur les théories (principe et critiques). 3. l’adaptation biologique 3.1. Définition L’adaptation correspond à la mise en accord d'un organisme vivant avec les conditions qui lui sont extérieures. Elle perfectionne ses organes, les rend plus aptes au rôle qu’ils semblent jouer dans la vie de l’individu. Elle met l’organisme tout entier en cohérence avec le milieu. En biologie évolutive, une adaptation est définie comme la modification d’un caractère anatomique, d’un processus physiologique ou d’un trait comportemental dans une population d’individus sous l’effet de la sélection naturelle, le nouvel état de ce caractère améliorant la survie et le succès reproductif des individus qui en sont porteurs. L’adaptation aux conditions environnementales locales tend à s’améliorer au cours de l’évolution par la sélection naturelle. Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biodiversité, Ecologie & Environnement Responsable de matière : Mounia AMOURA 3 3.2. Adaptation: plusieurs sens 1. Caractéristique d'un organisme qui lui permet de survivre et se reproduire dans son environnement, mieux que sans cette caractéristique, ou mieux que dans un autre environnement 2. Le processus évolutif qui produit cette caractéristique, donc acquérir génétiquement des adaptations : impossible au cours de la vie des individus, mais possible pour une population au cours des générations 3. Le changement phénotypique d'un individu au cours de sa vie avec comme résultat l'amélioration de ses possibilités de survie et/ou reproduction (= adaptation phénotypique). 3.3. Types d’adaptation Cuénot distingue trois types d'adaptations successives : 1. l'accommodation ou adaptation ponctuelle de l'individu à un milieu ; 2. l'acclimatation ou adaptation d'un groupe établi de manière durable dans un milieu ; 3. la naturalisation ou l'adaptation de l'espèce à un milieu où elle s'est établie de manière définitive. 3.3.1. Plasticité écologique : la notion d’adaptation recouvre deux aspects différents de la manière dont les êtres vivants répondent à l’influence des facteurs de l’environnement. A. La première adaptation est qualifiée de physiologique. Elle est aussi appelée acclimatation. Elle concerne le plus souvent les facteurs abiotiques comme l’adaptation aux variations de température, de salinité, du taux d’oxygène, de l’éclairement, etc. Lorsque l’adaptation présente un fort degré d’accommodation aux facteurs abiotiques, on parlera, pour des individus ou une population, d’accommodats. Exemple : l’habitus que prendront des chênes, selon qu’ils sont plantés en futaie, isolément ou en ligne, selon qu’ils seront traités en têtards ou en taillis, donneront autant d’accommodats. Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biodiversité, Ecologie & Environnement Responsable de matière : Mounia AMOURA 4 Un accommodat désigne une modification ou l’ensemble de modifications morphologiques et biologiques non héréditaires d’un organisme vivant lorsqu’il est soumis à des facteurs abiotiques différents de ceux de son milieu habituel. Ce terme désigne aussi l’organisme vivant présentant de telles modifications. Lorsque le degré d’accommodation est poussé à l’extrême, on parlera d’écotypes. Par exemple, une espèce qui vit en plaine, mais aussi en montagne, n’aura pas face aux différences climatologiques qui règnent dans chacune de ces régions, les mêmes réponses physiologiques. Si c’est un animal, il ne se reproduira pas tout à fait à la même époque, ses biorythmes pourront être différents, chez un mammifère, la mue n’aura pas la même intensité, etc. B. La seconde adaptation est dite écologique. Si un écotype c’est bien accommodé d’un niveau d’intensité de facteur écologique et si celui-ci vient à perdurer, l’écotype pourra évoluer vers une nouvelle espèce. Il est probable que des mécanismes de sélection naturelle vont l’y aider. 3.3.2. Plasticité phénotypique à l’échelle de l’individu L’accommodat est une réponse ou adaptation phénotypique non héréditaire à un environnement hors de la norme d’une espèce considérée. Il est le résultat de l’expression du génotype d’une espèce, sans modification de celui-ci, dans un environnement particulier. Il diffère en sens de l’écotype qui correspond à une modification du génotype par voie de sélection naturelle (variétés, sous-espèces,….). Exemple : bronzage des humains corresponds à une augmentation de la production de la mélanine par les mélanocytes du derme ou de l’épiderme lorsque le rayonnement solaire perçu par la peau est trop important. C’est une modification réversible à l’échelle de l’individu, et non héréditaire, donc un accommodat. 3.4. Sélection naturelle Processus par lequel, au cours des générations, les formes qui augmentent en fréquence sont celles qui survivent et se reproduisent le plus. Université Chadli BENDJEDID El TARF Département de Biologie SNV Master 1 : Biodiversité, Ecologie & Environnement Responsable de matière : Mounia AMOURA 5 La sélection s'exerce sur le phénotype. En absence de lien entre génotype et phénotype (donc si les différences entre les phénotypes sont entièrement dus à un environnement variable) il n'y a pas de sélection naturelle efficace, car il n'y a pas de conséquences sur la descendance. On dit que le caractère en question n'est pas héritable et il n’évoluera pas. 3.4.1. Les critères de l'évolution par la sélection naturelle Selon Darwin qui sont essentiels pour un changement adaptatif : 1. Il faut de la variation phénotypique (morphologique, physiologique ou comportementale) parmi les individus d'une population. 2. Il faut de la variation dans la valeur sélective de ces individus dans le sens où certains phénotypes se reproduiront plus que d'autres. 3. Il faut que ces variations soient héritables (ressemblances entre enfants et parents). 3.5. Définition Phénotype, Génotype, et relation phénotype/génotype (voir ppsx.) 3.6. Le polymorphisme des espèces (spéciation) Le polymorphisme correspond à l’existence de variations à l’intérieur d’une espèce, chaque variation étant appelée morphe. Le polymorphisme peut être ou non héréditaire. Les cas de polymorphisme morphologique, physiologique ou comportemental liés au milieu sont nombreux. Beaucoup d’entre eux correspondent à la manifestation du phénomène comme sous le nom de plasticité phénotypique. Un exemple de polymorphisme chromatique de nature génétique est favori par l’escargot des haies Capaea nemoralis. Chez cet escargot, la coquille peut être de couleur jaune ou rose et elle peut présenter de zéro à cinq bandes noirs. La couleur de la coquille et le nombre des bandes sont sous le contrôle d’une sélection diversifiante. Un autre exemple de polymorphisme est fourni par le crustacé Isopode Sphaeroma serratum qui montre un polymorphisme de la couleur qui est sous le contrôle de quatre gènes. uploads/Philosophie/ adaptation-chapitre-1.pdf