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Deux espèces différentes du même genre peuvent-elles généralement réussir dans le même habitat ?

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Ce site Web sur le soin des plantes écrit

Dans le contexte de l'entretien des plantes, la plupart des plantes du même genre ont généralement besoin des mêmes conditions environnementales adaptées à la croissance des plantes. Si le genre d'une plante est connu, l'information peut être utilisée pour appliquer les niveaux appropriés d'entretien des plantes.

Je me demande si c'est vrai en général. Une question plus générale serait, si je sais que deux espèces sont dans le même genre, quelles similitudes phénotypiques auront-elles ?

Jusqu'à présent, j'ai seulement découvert que la classification des genres est basée sur la similitude génétique, mais cela ne dit rien sur les similitudes phénotypiques qu'il peut y avoir entre différentes espèces du même genre.


Il n'est pas correct de dire que les genres sont basés sur la similitude génétique. Différentes lignées divergent génétiquement à des taux très variables, et il n'y a pas de seuil défini pour ce qui définit un genre. Au lieu de cela, les genres sont basés sur des publications qui pourraient avoir plus de 100 ans. Les genres ne sont pas une catégorie biologiquement réelle comme le sont les espèces, donc un genre peut contenir des centaines d'espèces, tandis qu'un autre, une seule. La plupart de ces genres ont été définis avant que les données moléculaires ne soient possibles. Il n'y a pas de critères phénotypiques définis pour la définition d'un genre, sauf qu'un genre bien décrit doit avoir au moins un caractère fixe qui le définit. Donc pour répondre à votre question, oui, deux espèces du même genre (congénères) existeront souvent dans le même habitat. Il y aurait des pressions sélectives pour les séparer en fonction du créneau qu'ils occupent. La publication à laquelle vous avez fait référence n'est qu'une supposition : si vous n'avez pas d'informations sur les besoins d'une espèce en matière d'habitat, elle partagerait très probablement de nombreuses similitudes avec ses proches parents. La phylogénie est prédictive, mais différentes espèces du même genre n'ont pas besoin d'être identiques en termes de leurs exigences écologiques.


Je ne pense pas qu'on puisse généraliser de toute façon. Par exemple, prenons penstemons : https://en.wikipedia.org/wiki/Penstemon Hereabouts Je peux trouver 3 ou 4 espèces poussant dans les mêmes conditions, dans un rayon de 3-4 m. Je peux également trouver d'autres espèces poussant à proximité mais dans des conditions très différentes, par ex. prairie humide vs pente sèche et rocheuse.


Différence entre Staphylococcus Epidermidis et Staphylococcus Saprophyticus

Les différence principale entre Staphylococcus epidermidis et Staphylococcus saprophyticus est-ce Staphylococcus epidermidis est sensible à la novobiocine alors que Staphylococcus saprophyticus est résistant à la novobiocine. En outre, S. epidermidis forme des colonies blanc brillant et crémeux tandis que S. saprophyticus forme des colonies blanc-jaune sur la gélose au sang et la gélose nutritive.

S. epidermidis et S. saprophyticus sont des espèces bactériennes non hémolytiques et à coagulase négative. S. epidermidis provoque des infections nosocomiales tandis que S. saprophyticus provoque des infections urinaires communautaires.

Domaines clés couverts

Mots clés

Flore normale, Novobiocine, Staphylococcus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus


Contenu

Dans la nature, les espèces de Schlumbergera poussent soit sur des arbres (épiphytes) soit sur des rochers (épilithiques) et peuvent former des arbustes de grande taille à base ligneuse. Une hauteur allant jusqu'à 1,2 m (4 pi) a été signalée pour une espèce (S. opuntioïdes). [2] Ils sont sans feuilles, les tiges vertes agissant comme des organes photosynthétiques. Les tiges sont composées de segments, qui prennent l'une des deux formes. Chez la plupart des espèces, les segments sont fortement aplatis (cladodes), constitués d'un noyau central avec deux (ou plus rarement trois) « ailes ». Des structures particulières caractéristiques des cactus, appelées « aréoles », apparaissent alors aux extrémités des segments de la tige. Chez deux espèces, les tiges sont moins aplaties, plus cylindriques et les aréoles sont disposées plus ou moins en spirale sur tout le segment. Dans les deux cas, les aréoles, qui peuvent avoir de la laine et des poils, sont l'endroit où les boutons floraux apparaissent. [3]

Les fleurs pendent vers le bas et sont presque régulières (radialement symétriques ou actinomorphes) ou, comme chez la plupart des espèces, se tiennent plus ou moins horizontalement avec la face supérieure de la fleur différente de la face inférieure (radialement asymétrique ou zygomorphe). Chez les espèces dont les fleurs sont dressées, leur angle avec l'horizontale est relativement constant et est caractéristique de l'espèce. Chaque fleur a 20-30 tépales. Les tépales externes - ceux plus proches de la base de la fleur - sont courts et non connectés, et s'étalent ou se courbent vers l'arrière. Les tépales internes - ceux situés vers l'extrémité de la fleur - sont plus longs et, chez la plupart des espèces, deviennent progressivement plus fusionnés à la base pour former un tube floral. Chez certaines espèces, la différence entre les tépales externes et internes crée l'apparence d'une "fleur dans une fleur". Les fleurs produisent du nectar dans une chambre à la base du tube floral. [3]

Chez la plupart des espèces, les nombreuses étamines sont disposées en deux séries, les étamines internes étant fusionnées à la base pour former une courte structure tubulaire et les étamines externes émergeant le long du tube floral. Le style est généralement rouge foncé et a un stigmate à 6-8 lobes. Le style plus le stigmate est à peu près de la même longueur que les étamines. Si la fleur est fécondée, un fruit charnu se forme, lisse ou avec des côtes. Les graines brunes ou noires mesurent environ 1 mm de diamètre. [3]

Le genre fait partie d'un petit nombre appartenant à un groupe de cactus classés dans la tribu Rhipsalideae. Les espèces de cactus appartenant à ce groupe sont assez distinctes en apparence et en habitude de la plupart des autres cactus puisqu'elles poussent sur les arbres ou les rochers en tant qu'épiphytes ou lithophytes. Bien que les espèces soient faciles à identifier en tant que membres des Rhipsalideae, pendant de nombreuses années, il y avait une confusion quant à la façon dont elles devraient être divisées en genres. [4] Cette confusion s'est étendue à Schlumbergera, dont l'histoire taxonomique compliquée a été détaillée par McMillan et Horobin. [5] Le genre moderne Schlumbergera a été créé par Charles Lemaire en 1858. Le nom commémore Frédéric Schlumberger, qui possédait une collection de cactus dans son château près de Rouen. Lemaire n'a placé qu'une seule espèce dans son nouveau genre - une plante découverte au Brésil en 1837 qui avait été nommée Epiphyllum russellianum par William J. Hooker. Lemaire l'a renommé Schlumbergera epiphylloides (selon les règles actuelles de la nomenclature botanique, il aurait dû s'appeler Schlumbergera russelliana, qui est son nom actuel). [5]

Lemaire a noté la similitude de son Schlumbergera epiphylloides à une espèce d'abord décrite comme Epiphyllum truncatum par Adrian Hardy Haworth en 1819, mais n'a pas accepté que les deux espèces soient incluses dans le même genre. En 1890, Karl Moritz Schumann crée le nouveau genre Zygocactus, [6] transfert Epiphyllum truncatum à Zygocactus truncatus. Bien qu'il l'ait remis plus tard dans Épiphyllum, abandonnant Zygocactus, le nom générique Zygocactus a continué à être largement utilisé. [5]

En 1913, Nathaniel Britton et Joseph Rose suivirent Lemaire en gardant Schlumbergera russelliana et Zygocactus truncatus dans des genres séparés. Ils ont également transféré le cactus de Pâques à Schlumbergera comme S. gaertneri, initiant une confusion durable entre ces deux genres. [5]

En 1953, Reid Venable Moran a placé les deux Schlumbergera russelliana et Zygocactus truncatus dans le genre Schlumbergera. D'autres espèces ont été ajoutées plus tard par David Hunt, y compris celles autrefois placées dans Épiphyllanthus, pour former le total moderne de six espèces complètes et un certain nombre d'hybrides. [5]

Schlumbergera et Hatiora ont longtemps été confus. Les espèces du premier genre ont généralement des fleurs zygomorphes avec un tube floral distinct, tandis que celles du dernier genre ont des fleurs actinomorphes avec des tubes discrets. Les données ADN montrent que, comme précédemment circonscrit, les deux genres ne sont pas monophylétiques et les trois espèces en Hatiora sous-genre Rhipsalidopsis ont été transférés dans Schlumbergera, [1] bien que ce changement n'ait pas été universellement adopté. [7]

Synonymie Modifier

Les genres suivants sont maintenant synonymes de Schlumbergera (c'est-à-dire qu'ils n'ont aucune espèce non déplacée dans Schlumbergera): [8]

  • ÉpiphyllanthusA.Berger
  • OpuntiopsisKnebel (nom. inval.)
  • ZygocactusK.Schum.
  • ZygocereusFrič & Kreuz. (var. orth.)
  • ÉpiphyllumPfeiff. mais non ÉpiphyllumAubépine.

L'affaire de Épiphyllum est complexe. En 1753, Carl Linnaeus a créé le genre Cactus. Au fur et à mesure que de plus en plus d'espèces ont été découvertes, cela s'est avéré trop large et de nouveaux genres ont été créés pour subdiviser les cactus. Le genre Épiphyllum a été créé en 1812 par Haworth, sur la base de Linnaeus Cactus phyllanthus. En 1831, Johann Link créa le genre Phyllocactus basé sur la même espèce. A la suite de Ludwig Pfeiffer en 1837, la tradition européenne était d'utiliser Phyllocactus pour les cactus épiphytes à grandes fleurs régulières et Épiphyllum pour les espèces à fleurs irrégulières maintenant appelées Schlumbergera truncata. Selon les règles modernes, Phyllocactus est un nom illégitime, tout comme Épiphyllum au sens de Pfeiffer donc Épiphyllum Pfeiff. est synonyme de Schlumbergera. [9] Le vrai genre Épiphyllum Aubépine. compte aujourd'hui environ 19 espèces. [dix]

Espèce Modifier

Entre six et neuf espèces sont actuellement reconnues. [11] [12] Dans la circonscription la plus étroite, Schlumbergera sensu stricto, six espèces sont acceptées. Seuls les synonymes qui ont été largement utilisés (et leurs basionymes) sont donnés dans la liste ci-dessous.

  • Schlumbergera kautskyi(Horobin & McMillan) N.P.Taylor
  • Schlumbergera microsphaerica(K.Schum.) Hoevel syn. Cereus microsphaericaK.Schum., Epiphyllanthus microsphaericus(K.Schum.) Britton & Rose, Cereus obtusangulusK.Schum., Epiphyllanthus obtusangulus(K.Schum.) A.Berger, Zygocactus obtusangulus(K.Schum.) Loefgr., S. obtusangula(K.Schum.) D.R.Hunt
  • Schlumbergera opuntioides(Loefgr. & Dusén) D.R.Hunt syn. Epiphyllum opuntioidesLoefgr. & Dusén, Zygocactus opuntioides(Loefgr. & Dusén) Loefgr., Epiphyllanthus opuntioides(Loefgr. & Dusén) Moran
  • Schlumbergera orssichianaBarthlott & McMillan
  • Schlumbergera russelliana(Crochet.) Britton & Rose syn. Epiphyllum russellianumAccrocher., S. epiphylloidesLemaire, nom. malade.
  • Schlumbergera truncata(Haw.) Moran syn. Epiphyllum truncatumAubépine., Zygocactus truncatus(Haw.) K.Schum., nom. malade.

Dans la plus large circonscription, Schlumbergera sensu lato, trois espèces autrefois placées en Hatiora sont transférés dans Schlumbergera. [1] [11]

  • Schlumbergera gaertneri(Regel) Britton & Rose (Cactus de Pâques, cactus de Pentecôte) syn. Hatiora gaertneri(Regel) Barthlott, Rhipsalidopsis gaertneri(K.Schum.) Linding.
  • Schlumbergera luteaCalvente & Zappi syn. Hatiora epiphylloides(Porto et Werderm.) P.V.Heath
  • Schlumbergera rosea syn. Hatiora rosea(Lagerh.) Barthlott, Rhipsalidopsis rosea(Lagerh.) Britton & Rose

Quatre hybrides de Schlumbergera s.s. ont été nommés, tous fabriqués en culture (bien que le premier puisse éventuellement se produire à l'état sauvage). [13] [14] Le Code international de nomenclature des plantes cultivées recommande que les plantes cultivées soient nommées selon ses règles, et non celles qui conviennent aux espèces naturelles et hybrides. [15] Les noms de groupe donnés ci-dessous ont été fournis par McMillan et Horobin. [16]

  • Schlumbergera × boucleyi(T. Moore) Tjaden = S. russelliana × S. truncata S. Groupe Buckleyi syn. Epiphyllum loopyiT. Moore, E. rollissoniiT. Moore, S. bridgesii(Lemaire) Loefgr.
  • Schlumbergera × epicaFourniture = S. orssichiana × S. russelliana[14]
  • Schlumbergera × exotiqueBarthlott & Rauh = S. truncata × S. opuntioïdes S. Groupe Exotique
  • Schlumbergera × reginaeMcMillan = S. truncata × S. orssichiana S. Groupe Reginae

Un autre hybride de Schlumbergera s.l. est cultivé. [1]

Schlumbergera n'est présent que dans les montagnes côtières du sud-est du Brésil, dans les états de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais et Espírito Santo. Les sites où il a été trouvé vont de près du tropique du Capricorne vers le nord jusqu'à 20°S, c'est-à-dire dans la partie la plus méridionale des tropiques. [3] Les plantes poussent à des altitudes de 700 mètres (2 300 pieds) dans le cas de S. truncata à 2 780 mètres (9 120 pieds) dans le cas de S. microsphaerica, [18] soit dans les forêts humides côtières, soit dans les zones rocheuses. La répartition naturelle de Schlumbergera espèce est devenue confuse parce que des cultivars européens ont été délibérément introduits dans certaines zones, y compris le parc national de la Serra dos Órgãos, par le ministère brésilien de l'Agriculture, pour compenser la surexploitation de plantes sauvages. [19]

En raison de leur hauteur et de leur proximité avec l'océan Atlantique, les montagnes côtières produisent des forêts humides de haute altitude - l'air chaud et humide est forcé vers des endroits plus élevés et plus froids où il se condense. Schlumbergera les espèces poussent dans des habitats généralement relativement frais, ombragés et très humides. David Hunt décrit la collecte de spécimens dans des conditions de nuages, de bruine et de températures nocturnes jusqu'à -4 °C (25 °F). [20] Les plantes sont épiphytes ou lithophytes, poussant sur des branches d'arbres couvertes de mousse ou dans des crevasses rocheuses, souvent dans de petites poches de substrat formées de feuilles pourries et d'autre végétation. [21] S. microsphaerica se trouve à des altitudes plus élevées, au-dessus de 2 200 mètres (7 200 pieds), [18] dans des habitats rocheux stériles, [20] et tolère des niveaux de lumière plus élevés. [22]

Les fleurs de Schlumbergera ont des adaptations pour la pollinisation par les colibris : fleurs tubulaires avec un nectar abondant et des couleurs vers l'extrémité rouge du spectre. La plupart des espèces nécessitent une pollinisation croisée pour produire des graines. Les exceptions sont S. kautskyi et S. microsphaerica comme indiqué ci-dessus, ce dernier se trouve à des altitudes plus élevées où les colibris peuvent être absents ou moins communs. [23]

Les fruits de Schlumbergera ne s'ouvrent pas spontanément à maturité et semblent adaptés à la distribution par les oiseaux, qui mangent les graines et la pulpe contenues dans le fruit. Des oiseaux ont été observés enlevant des graines qui s'étaient collées à leur bec en les frottant sur des branches d'arbres, où les graines pourraient germer. Des segments peuvent également se détacher des tiges et prendre racine, permettant ainsi aux plantes de se multiplier par voie végétative. [23]

Historique Modifier

Schlumbergera truncata était en culture en Europe en 1818, et S. russelliana a été introduit en 1839. Les deux espèces ont été délibérément croisées en Angleterre par W. Buckley résultant en l'hybride maintenant appelé S. × boucleyi, enregistré pour la première fois en 1852. Dans les années 1860, un nombre substantiel de cultivars (variétés cultivées) étaient disponibles dans une gamme de couleurs et d'habitudes, et étaient utilisés comme plantes ornementales dans les « poêles » (serres chauffées) et dans les maisons, où ils étaient populaire pour sa floraison d'automne et d'hiver. De nombreux cultivars étaient des semis sélectionnés de S. truncata, mais au moins trois S. × boucleyi des hybrides étaient disponibles, dont l'un, maintenant appelé S. 'Buckleyi', est considéré comme le cactus de Noël original. Au début du 20e siècle, le genre était devenu moins populaire et bon nombre des premiers cultivars ont été perdus. [24]

À partir des années 1950 environ, la reproduction a repris en Europe, en Amérique du Nord, en Australie et en Nouvelle-Zélande. De nouvelles plantes ont été produites par croisement entre les espèces et les cultivars existants de S. truncata, S. russelliana et l'hybride S. × boucleyi. Des traitements induisant des mutations ont également été utilisés. Le résultat a été une large gamme de couleurs de fleurs qui n'étaient pas disponibles auparavant, y compris le premier vrai jaune à être vendu dans le commerce, S. 'Gold Charm' (qui était un triploïde stérile). Les sélectionneurs visaient des plantes qui poussaient fortement, étaient debout au point de vente plutôt que pendantes, avaient beaucoup de fleurs ou de boutons et étaient adaptées à la vie comme plantes d'intérieur. [24]

Dans les années 1980, l'espèce S. orssichiana a également été utilisé dans les croix. L'hybride de S. truncata et S. orssichiana a été nommé S. × reginae ou S. Reginae Group, l'un des premiers cultivars a été S. « Reine de Bristol ». S. opuntioïdes des croisements ont également été réalisés, mais n'ont pas donné lieu à des cultivars disponibles dans le commerce. [24]

Cultivars modernes Modifier

McMillan et Horobin ont répertorié des centaines de cultivars européens, nord-américains et australiens modernes du cactus de Noël, qu'ils ont classés dans un certain nombre de groupes de cultivars : [25]

  • Les Groupe Truncata contient tous les cultivars avec principalement S. truncata caractéristiques : segments de tige à dents pointues (dentées) fleurs zygomorphes tenues plus ou moins horizontalement, généralement au-dessus de l'horizontale et pollen qui est jaune.
  • Les Groupe Buckleyi contient tous les cultivars avec au moins certaines caractéristiques montrant clairement l'héritage de S. russelliana: segments de tige à dents arrondies, plus symétriques (crénelées) fleurs plus régulières qui pendent, en dessous de l'horizontale et pollen qui est rose. Il existe des variations considérables au sein de ce groupe McMillan et Horobin ont introduit des sous-catégories : « TB » pour ceux qui aiment davantage S. truncata et "BT" pour ceux qui aiment plus le classique S. × boucleyi, avec "B" réservé à la première génération (F1) S. × boucleyi hybrides.
  • Les Groupe Reginae contient des cultivars connus pour être dérivés d'hybrides avec S. orssichiana.
  • Les Groupe Exotique est utilisé pour le petit nombre d'hybrides impliquant S. opuntioïdes.

Des tentatives ont également été faites pour classer les cultivars par couleur. Une difficulté est que les fleurs de nombreux cultivars présentent des couleurs différentes selon la température pendant la formation des bourgeons et la croissance. En particulier, les températures inférieures à 14 °C (57 °F) produisent des tons roses chez les cultivars autrement blancs et jaunes, et approfondissent la couleur chez les cultivars roses et rouges. Il a également été suggéré que la disponibilité du fer pour la plante affecte la couleur des fleurs. [25]

Aux États-Unis, les cultivars sont multipliés en grand nombre pour être vendus avant Thanksgiving Day (le quatrième jeudi de novembre). En Europe, les plantes sont principalement vendues plus tard dans l'année, avant Noël. Un seul producteur néerlandais (de Vries d'Aalsmeer, Pays-Bas) a été signalé en 1989 comme produisant 2 000 000 de plants par an. [25]

Noms communs Modifier

Les plantes sont proposées à la vente sous une variété de noms communs. Le premier nom commun anglais était « Christmas cactus ».En Europe, où les plantes sont en grande partie produites pour la vente avant Noël, cela reste le nom commun le plus largement utilisé dans de nombreuses langues pour les cultivars de tous les groupes (par ex. Weihnachtskaktus en allemand, [26] cactus de Noël en français, [27] et cacto de Navidad en espagnol [28] ). C'est aussi le nom utilisé au Canada. [29] Aux États-Unis, où les plantes sont produites pour la fête de Thanksgiving en novembre, le nom "Thanksgiving cactus" est utilisé "Christmas cactus" peut alors être restreint aux cultivars du groupe Buckleyi, [30] en particulier les très vieux cultivars comme « Buckleyi ». [29] Le nom "crabe cactus" (en référence aux extrémités griffues des tiges) est également utilisé pour le groupe Truncata. [31] "Link cactus" est un autre nom commun, décrivant la façon dont les tiges du genre dans son ensemble sont constituées de segments liés. [29] Le nom "cactus en chaîne" est courant en Nouvelle-Zélande, et peut également faire référence à Hatiora espèce. [32]

Le cactus de Pâques ou cactus de Pentecôte est maintenant placé dans le genre Hatiora, mais était à un moment inclus dans Schlumbergera (ou un de ses synonymes). Le nom "cactus de vacances" a été utilisé pour inclure à la fois Schlumbergera et Hatiora cultivars. [29]

Entretien des cultivars Modifier

Lorsqu'elles sont cultivées comme plantes d'intérieur, Schlumbergera On dit que les cultivars sont relativement faciles à entretenir. McMillan et Horobin décrivent en détail leur culture dans des conditions commerciales et domestiques. Leurs recommandations spécifiques incluent : [33]

  • Milieu de culture: Des milieux de culture drainants, riches en humus et quelque peu acides sont utilisés pour la production commerciale, comme un mélange de tourbe ou de terreau de feuilles et un matériau inerte tel que du gravier, du sable coupant ou des billes de polystyrène. Il est recommandé que les plantes soient cultivées dans des pots relativement petits, des pots à mi-hauteur conviennent.
  • Arrosage: Ils sont plus tolérants à la sécheresse que de nombreuses plantes d'intérieur, mais peuvent être endommagés par un arrosage insuffisant ou excessif. Garder le milieu de culture juste humide tout au long de l'année évite les deux extrêmes.
  • Léger: Ils peuvent être endommagés par une exposition à plus que de faibles quantités de soleil. Les membres du groupe Buckleyi, comme le cactus de Noël à l'ancienne avec des fleurs pendantes, sont plus tolérants aux niveaux de lumière élevés que les membres du groupe Truncata, comme la plupart des cultivars modernes. Trop de lumière fait que les tiges prennent une coloration rougeâtre, cependant, des niveaux de lumière très faibles empêcheront la floraison. La longueur du jour est importante pour contrôler la floraison. L'obscurité continue pendant au moins 12 heures est nécessaire pour induire la formation de bourgeons. Il a été démontré qu'une période d'environ 8 jours avec 16 heures d'obscurité à 16 °C (61 °F) provoque la formation de boutons floraux. Des températures plus basses ralentissent ce processus. Le conseil parfois donné de retenir l'eau pour produire des boutons floraux s'est avéré incorrect.
  • Propagation: À la fois commercialement et à la maison, la propagation peut être réalisée en utilisant de courts morceaux de tige, d'un à trois segments de long, tordus plutôt que coupés. Les boutures sont laissées à sécher pendant 1 à 7 jours, formant un cal à l'extrémité cassée, puis enracinées dans un milieu de culture ouvert. Des températures supérieures à 21 °C (70 °F) et jusqu'à 27 °C (81 °F) dans des conditions de journée longue/nuit courte accélèrent l'enracinement.

Jeune plant d'un membre de la S. Groupe Truncata toujours debout et donc plus pratique pour la vente

Schlumbergera nouvelle croissance. La vue supérieure montre la formation de nouveaux cladodes rouge vif, le centre montre la croissance en cours de maturation, la vue inférieure montre deux racines aériennes s'étendant vers le bas

Ravageurs et maladies Modifier

En culture, ces plantes ont été décrites comme "remarquablement exemptes de parasites et de maladies". Deux insectes nuisibles importants sont les pucerons sur les jeunes pousses, les bourgeons et les fleurs, et les cochenilles des racines qui attaquent sous le niveau du sol. Les tiges et les racines peuvent être pourries par des maladies causées par des champignons et des organismes similaires, notamment des infections par des espèces de Fusarium (un champignon) et Phytophtora et Pythium (les deux moules à eau). Des traitements chimiques homologués peuvent être utilisés en cas d'attaque d'insectes ou de ces maladies. [34]

Les pucerons, les cochenilles et autres invertébrés nuisibles peuvent propager des virus. Les symptômes varient selon les espèces, mais une perte de vigueur est habituelle. Le virus X du cactus a été isolé de S. truncata. Il n'y a pas de traitement pour les maladies virales, il est recommandé de détruire les plantes infectées. [34]


Canidés d'Amérique du Nord

La famille des canidés comprend trente-cinq espèces vivantes. Huit de ces espèces habitent l'Amérique du Nord. Ces espèces nord-américaines comprennent les loups gris, les loups roux, les coyotes, les renards roux, les renards gris, les renards nains, les renards véloces et les renards arctiques. Les huit espèces peuvent être organisées en trois catégories générales : les loups, les coyotes et les renards.

Loups

Les loups sont les plus grands membres de la famille des canidés. C'est l'espèce à partir de laquelle nos chiens de compagnie ont été domestiqués. Les loups étaient autrefois les mammifères terrestres sauvages les plus répandus. Ils habitaient la plupart des terres disponibles dans l'hémisphère nord. En raison de la destruction de leur habitat et de la persécution par les humains, ils n'occupent maintenant qu'environ les deux tiers de leur ancienne aire de répartition dans le monde, et seulement environ 5 à 8 % des 48 États contigus des États-Unis.

Les loups peuvent être trouvés dans une variété de climats et d'habitats. Ces variations d'habitat sont parfois observées dans le type de morphologie, ou les caractéristiques physiques, observées chez les loups gris vivant dans différentes zones géographiques. Ces différences différencient parfois les types, ou sous-espèces, de loups gris à travers le monde.

Cependant, ces différents types sont si subjectifs qu'au fil des ans, les scientifiques ne sont pas d'accord sur le fait qu'en Amérique du Nord seulement, il existe 24 de ces sous-espèces ou seulement quatre. Les travailleurs actuels en acceptent généralement cinq, mais un article récent les a regroupés en quatre. Les sous-espèces de loups gris en Amérique du Nord comprennent le loup arctique (Canis lupus arctos), le loup du nord-ouest (Canis lupus occidentalis), le loup des grandes plaines (Canis lupus nubilus), le loup mexicain (Canis lupus baileyi) et le loup des bois de l'Est (Canis lupus lycaon ), qui est débattue par certains comme une espèce distincte, le loup oriental (Canis lycaon). En réalité, toutes les différences entre tous ces types proposés sont si mineures qu'elles n'ont de sens que pour quelques spécialistes.

Les loups rouges ne se trouvent que dans une petite zone côtière de la Caroline du Nord. Il s'agit d'une espèce de loup nord-américain que l'on ne trouve nulle part ailleurs. Leurs comportements sociaux et prédateurs sont les mêmes que les loups gris.


Qu'est-ce qu'une espèce ?

Si vous visitez le parc provincial Algonquin en Ontario, vous entendrez peut-être des hurlements aigus et solitaires de loups. Vous aurez peut-être même la chance d'apercevoir une meute lointaine qui court à travers les forêts. Mais quand vous montrez vos photos floues à la maison, quelle espèce devriez-vous vous vanter d'avoir vu ? Selon le scientifique que vous demandez, vous pouvez obtenir une réponse différente. Certains peuvent même vous offrir plusieurs réponses différentes à la fois.

Au XVIIIe siècle, les naturalistes européens surnommaient les loups du Canada et de l'est des États-Unis. Lycaon de Canis, car ils semblaient distincts de Canis lupus, le loup gris d'Europe et d'Asie.

Au début des années 1900, les naturalistes nord-américains avaient décidé qu'ils étaient également des loups gris. Mais au cours des dernières années, les chercheurs canadiens qui ont analysé l'ADN du loup ont bouclé la boucle. Ils soutiennent que les loups gris ne vivent que dans l'ouest de l'Amérique du Nord. Les loups du parc provincial Algonquin appartiennent à une espèce distincte, qu'ils veulent appeler C. lycaon une fois de plus.

D'autres experts en loups pensent qu'il n'y a pas suffisamment de preuves pour diviser C. lupus en deux espèces. Et les deux parties conviennent que l'identité des loups algonquins est devenue beaucoup plus trouble grâce au métissage. Les coyotes (une autre espèce du genre Canis) se sont étendus vers l'est et ont commencé à se croiser avecC. lycaon. Maintenant, une fraction importante de ces coyotes de l'Est porte de l'ADN de loup, et vice versa. pendant ce tempsC. lycaon s'est croisé avec des loups gris à la limite ouest de son aire de répartition. Alors les animaux algonquins ne font pas que se mélangerC. lycaon ADN avec C. lupus ADN, ils transmettent également l'ADN du coyote.

Même siC. lycaon était autrefois une espèce, est-ce encore une espèce ? De nombreux chercheurs constatent que la meilleure façon de penser à une espèce est de considérer une population dont les membres se reproduisent principalement entre eux, ce qui rend le groupe génétiquement distinct des autres espèces. En ce qui concerne les loups et les coyotes, il est difficile de dire exactement où s'arrête une espèce et où commence une autre. « Nous aimons l'appeler Canis soupe », dit Bradley White de l'Université Trent en Ontario.

Le débat porte sur bien plus que les droits de dénomination. Les loups du sud-est des États-Unis sont considérés comme une espèce distincte, le loup rouge (Canis rufus). Ce loup a fait l'objet d'un énorme effort pour le sauver de l'extinction, avec un effort d'élevage en captivité et un programme de réintroduction dans la nature. Mais les scientifiques canadiens soutiennent que le loup rouge n'est en réalité qu'une population isolée du sud de C. lycaon. Si cela est vrai, alors le gouvernement n'a en fait pas sauvé une espèce de l'extinction. Des milliers d'animaux appartenant à la même espèce prospèrent toujours au Canada.

Comme le montre le cas des loups algonquins, la définition d'espèces peut avoir un effet énorme sur la protection d'un groupe en voie de disparition et la sauvegarde ou la perte d'un habitat. "Dans un sens, c'est un sujet très ésotérique, mais dans un autre, c'est un problème très pratique", déclare Alan Templeton de l'Université de Washington à St. Louis, "même un problème juridique".

Un embarras de définitions

Il peut être surprenant de voir des scientifiques lutter pour se mettre d'accord sur quelque chose d'aussi fondamental que la façon de décider qu'un groupe d'organismes forme une espèce. C'est peut-être le latin qui donne aux noms d'espèces une bouffée de certitude absolue et qui a induit le public en erreur en lui faisant croire que les règles étaient simples. C'est peut-être les 1,8 million d'espèces que les scientifiques ont nommées au cours des derniers siècles. Ce sont peut-être des lois comme la Loi sur les espèces en voie de disparition, qui tiennent pour acquis que nous savons quelles sont les espèces. Mais en fait, le concept même d'espèce alimente les débats depuis des décennies. "Il n'y a pas d'accord général parmi les biologistes sur ce que sont les espèces", explique Jonathon Marshall, biologiste à la Southern Utah University. Au dernier décompte, il y avait au moins 26 concepts publiés en circulation.

Ce qui rend ce désaccord d'autant plus remarquable, c'est que les scientifiques en savent maintenant beaucoup plus sur la façon dont la vie évolue vers de nouvelles formes qu'au début du débat sur les espèces. Il n'y a pas si longtemps, les taxonomistes ne pouvaient juger une nouvelle espèce que sur la base de ce qu'ils pouvaient voir comme des nageoires, de la fourrure et des plumes. Aujourd'hui, ils peuvent lire des séquences d'ADN, dans lesquelles ils découvrent une richesse cachée de la diversité biologique.

Templeton et d'autres experts pensent que le débat a peut-être enfin atteint un tournant. Ils pensent qu'il est désormais possible de combiner de nombreux concepts concurrents en un seul concept global. L'unification s'appliquerait à tout type d'organisme, des moqueurs aux microbes. Et ces chercheurs espèrent que cela conduira à des outils puissants pour reconnaître de nouvelles espèces.

Bien avant l'aube de la science, les humains nommaient les espèces. Pour pouvoir chasser des animaux et cueillir des plantes, les gens devaient savoir de quoi ils parlaient. La taxonomie, la science moderne de la désignation des espèces, a émergé dans les années 1600 et s'est imposée au siècle suivant, en grande partie grâce aux travaux du naturaliste suédois Carl Linnaeus. Linnaeus a inventé un système pour trier les êtres vivants en groupes, à l'intérieur desquels se trouvaient des groupes plus petits. Chaque membre d'un groupe particulier partageait certains traits clés. Les humains appartenaient à la classe des mammifères, et dans cette classe l'ordre des primates, et dans cet ordre le genre Homo, et au sein de ce genre l'espèce Homo sapiens. Linnaeus a déclaré que chaque espèce existait depuis la création. « Il y a autant d'espèces que l'Être infini a produit des formes diverses au début », a-t-il écrit.

Le nouvel ordre de Linnaeus a rendu le travail des taxonomistes beaucoup plus facile, mais essayer de tracer des lignes entre les espèces s'est souvent avéré frustrant. Deux espèces de souris pourraient se croiser là où leurs aires de répartition se chevauchaient, soulevant la question de savoir quel nom donner aux hybrides. Au sein d'une espèce, il y avait aussi de la confusion. Les lagopèdes des saules en Irlande, par exemple, ont un plumage légèrement différent de celui des lagopèdes des saules en Finlande, qui diffèrent à leur tour de ceux de Norvège. Les naturalistes ne pouvaient pas s'entendre sur le fait qu'ils appartenaient à différentes espèces de lagopèdes ou s'il s'agissait simplement de variétés et de sous-ensembles, en d'autres termes d'une seule espèce.

Charles Darwin, pour sa part, a été amusé par ces luttes. « C'est vraiment risible de voir quelles idées différentes prédominent dans l'esprit de divers naturalistes, lorsqu'ils parlent d'"espèce", écrit-il en 1856. "Tout vient, je crois, d'essayer de définir l'indéfinissable." Les espèces, soutenait Darwin, n'étaient pas fixes depuis la création. Ils avaient évolué. Chaque groupe d'organismes que nous appelons une espèce commence comme une variété d'une espèce plus ancienne. Au fil du temps, la sélection naturelle les transforme en s'adaptant à leur environnement. Pendant ce temps, d'autres variétés disparaissent. Une ancienne variété finit par être nettement différente de tous les autres organismes, ce que nous considérons comme une espèce à part entière.

"Je considère le terme" espèce "comme étant donné arbitrairement, pour des raisons de commodité, à un ensemble d'individus se ressemblant étroitement", a déclaré Darwin.

Comme les taxonomistes avant lui, Darwin ne pouvait étudier les espèces qu'à l'œil nu, en observant la couleur des plumes d'un oiseau ou en comptant les plaques d'une balane. Ce n'est qu'au début du 20e siècle que les scientifiques pourraient commencer à examiner les différences génétiques entre les espèces. Leurs recherches ont conduit à une nouvelle façon de penser. Ce qui faisait d'une espèce une espèce, ce sont les obstacles à la reproduction avec d'autres espèces. Les gènes pouvaient circuler parmi ses membres au fur et à mesure qu'ils s'accouplaient, mais ces individus restaient généralement au sein de l'espèce, grâce aux barrières reproductives. Les espèces peuvent frayer à différents moments de l'année, elles peuvent trouver les chants de parade nuptiale d'autres espèces peu attrayants ou leur ADN peut tout simplement être incompatible.

Le moyen le mieux compris pour que ces barrières évoluent est l'isolement. Certains membres d'une population d'espèce existante doivent devenir incapables de s'accoupler avec le reste de leur espèce. Un glacier pourrait traverser leur aire de répartition, par exemple. La population isolée développe de nouveaux gènes, et certains de ces nouveaux gènes peuvent rendre le croisement difficile ou impossible. Sur des centaines de milliers d'années, tant de barrières évoluent que la population isolée devient une espèce distincte.

Cette compréhension de l'évolution des espèces a conduit à un nouveau concept de ce que cela signifiait d'être une espèce. Ernst Mayr, un ornithologue allemand, a hardiment déclaré que les espèces n'étaient pas des étiquettes commodes mais de véritables entités, comme les montagnes ou les gens. En 1942, il a défini une espèce comme un pool génétique, l'appelant un ensemble de populations qui peuvent se reproduire les unes avec les autres et qui sont incapables de s'accoupler avec succès avec d'autres populations.

Le concept d'espèce biologique, comme on l'appelle maintenant, est devenu la norme des manuels scolaires. Finalement, de nombreux scientifiques en sont devenus insatisfaits, le trouvant trop faible pour les aider à donner un sens au monde naturel. D'une part, le concept de Mayr ne donnait aucune indication sur le degré d'isolement reproductif d'une espèce pour être qualifiée d'espèce. Les biologistes ont dû se demander des espèces qui semblaient relativement distinctes mais se croisaient régulièrement. Au Mexique, par exemple, des scientifiques ont récemment découvert que deux espèces de singes qui se sont séparées d'un ancêtre commun il y a trois millions d'années se croisent régulièrement. Avaient-ils trop de relations sexuelles pour être considérés comme deux espèces ?

Bien que certaines espèces semblent avoir trop de relations sexuelles pour le concept d'espèce biologique, d'autres semblent ne pas en avoir assez. Les tournesols, par exemple, vivent en populations extrêmement isolées à travers l'Amérique du Nord. Les gènes circulent rarement d'une population à l'autre. On pourrait utiliser le concept de Mayr pour les traiter tous comme des espèces individuelles.

Les plus difficiles de toutes sont les espèces qui n'ont pas de sexe du tout. Prenez une lignée d'animaux marins microscopiques connus sous le nom de rotifères bdelloïdes. La plupart des rotifères se reproduisent sexuellement, mais les rotifères bdelloïdes ont abandonné le sexe il y a environ 100 millions d'années. Tous les rotifères bdelloïdes sont des femelles et ils fabriquent des embryons sans avoir besoin de sperme. Selon les normes du concept d'espèce biologique, les rotifères sont passés du statut d'espèce à celui de non-espèce, quoi que cela signifie.

Une équation sans sexe

Ce genre d'insatisfaction a conduit certains scientifiques à concevoir de nouveaux concepts d'espèces. Chaque concept a été conçu pour capturer l'essence de ce que signifie être une espèce. L'un des rivaux les plus puissants du concept d'espèce biologique, appelé concept d'espèce phylogénétique, supprime le sexe de l'équation et met la descendance d'un ancêtre commun à sa place.

Les organismes apparentés partagent des traits car ils partagent la même ascendance. Les humains, les girafes et les chauves-souris descendent tous d'anciens mammifères et, par conséquent, ils ont tous des cheveux et du lait. Chez les mammifères, les humains partagent une ascendance commune plus proche avec les autres primates. De l'ancêtre commun des primates, les primates ont hérité d'autres traits, tels que les yeux tournés vers l'avant. Vous pouvez ainsi zoomer sur des ensembles d'organismes de plus en plus petits. Finalement, cependant, le zoom avant s'arrête. Il y a des organismes qui forment des groupes qui ne peuvent plus être divisés. Celles-ci, selon le concept d'espèce phylogénétique, sont des espèces. Dans un sens, ce concept reprend le système original de Linnaeus et le met à jour à la lumière de l'évolution. Le concept d'espèce phylogénétique a été adopté par les chercheurs qui ont besoin d'identifier les espèces plutôt que de simplement les contempler. Reconnaître une espèce consiste à trouver un groupe d'organismes qui partagent certains traits bien définis. Les scientifiques n'ont pas à dépendre de qualités glissantes comme l'isolement reproductif.

Récemment, par exemple, les léopards nébuleux de l'île indonésienne de Bornéo ont été déclarés une espèce à part entière, distincte des léopards nébuleux du sud de l'Asie. Tous les léopards nébuleux de Bornéo partageaient certains traits que l'on ne retrouve pas chez les chats du continent, notamment un pelage distinctement sombre.

Certains critiques pensent qu'il y a beaucoup trop de division d'espèces ces jours-ci. "Le problème, c'est qu'il ne vous donne pas un niveau naturel auquel vous arrêter", explique Georgina Mace de l'Imperial College de Londres. Une seule mutation pourrait, au moins théoriquement, suffire à donner à un petit groupe d'animaux un nom d'espèce. "C'est un peu idiot quand vous les séparez jusqu'à présent", commente-t-elle. Mace soutient également qu'une population doit être considérée comme distincte sur le plan écologique, tel que défini par la géographie, le climat et les relations prédateur-proie, avant que quelqu'un ne décide de la séparer en une nouvelle espèce.

Mais d'autres chercheurs pensent qu'ils devraient aller là où les données les mènent plutôt que de s'inquiéter d'un fractionnement excessif. "C'est la queue qui remue le chien", explique John Wiens, biologiste à l'Université Stony Brook. "L'argument selon lequel il existe une sorte de plafond sur le nombre d'espèces qu'il devrait y avoir ne semble pas très scientifique."

Confusion sur la substance

Il y a quelques années, les arguments sans fin de ce genre ont convaincu Kevin de Queiroz, biologiste à la Smithsonian Institution, que le débat sur les espèces était allé trop loin. « Cela devenait incontrôlable », dit-il, « et je pense que beaucoup de gens en avaient marre. » De Queiroz s'est avancé et a déclaré qu'une grande partie du débat ne portait pas sur le fond mais plutôt sur la confusion. « La confusion est en fait assez simple », dit-il. La plupart des concepts d'espèces concurrentes s'accordent en fait sur certaines choses fondamentales. Ils sont tous fondés sur la notion qu'une espèce est une lignée distincte et évolutive, par exemple. Pour de Queiroz, c'est la définition fondamentale d'une espèce. La plupart des désaccords sur les espèces ne concernent pas réellement son concept mais portent sur la façon de reconnaître une espèce. De Queiroz pense que différentes méthodes fonctionnent mieux dans différents cas. Un fort isolement reproductif est une bonne preuve qu'une population d'oiseaux est une espèce, par exemple. Mais ce n'est pas le seul critère qui peut être utilisé. Pour les rotifères bdelloïdes qui n'ont pas de sexe, les scientifiques n'ont qu'à utiliser d'autres types de critères.

Beaucoup (mais loin de tous) d'autres experts sur les espèces partagent l'optimisme de de Queiroz. Au lieu d'essayer d'utiliser un seul étalon-or, ils testent de nouvelles espèces par rapport à plusieurs sources de preuves différentes. Jason Bond, biologiste à l'East Carolina University, et son étudiante Amy Stockman ont adopté cette approche dans une enquête sur un genre énigmatique d'araignées, Promyrmekiaphila, trouvé en Californie. Les taxonomistes ont longtemps lutté pour déterminer combien Promyrmekiaphila espèces il y a. Les araignées résistent à une classification facile car elles semblent presque identiques. Et pourtant, les scientifiques savent aussi qu'elles forment probablement des populations très isolées, en grande partie grâce au fait qu'il est peu probable que chaque araignée se déplace très loin de chez elle.

"Une fois qu'une femelle creuse un bon terrier avec une trappe et une doublure en soie, il est peu probable qu'elle bouge", dit Bond. il a creusé Promyrmekiaphila terriers contenant trois générations d'araignées femelles qui y ont vécu pendant des années. Les mâles quitteront leur terrier de naissance, mais ils ne se déplaceront pas loin avant de s'accoupler avec une femelle d'un terrier voisin.

Pour identifier les espèces d'araignées, Bond et Stockman ont adopté des méthodes développées par Templeton. Ils ont étudié le Promyrmekiaphila l'histoire de l'évolution, mesuré le flux de gènes entre les populations et caractérisé le rôle écologique des araignées. Pour l'histoire de l'évolution, Bond et Stockman ont séquencé des parties de deux gènes de 222 araignées sur 78 sites en Californie. Ils ont étudié l'ADN à la recherche de marqueurs génétiques qui ont montré comment les araignées étaient liées les unes aux autres. L'arbre évolutif des araignées s'est avéré être composé d'un certain nombre de lignées distinctes.

Bond et Stockman ont ensuite recherché des versions de gènes dans différentes populations pour trouver des preuves de flux de gènes. Et enfin, ils ont enregistré les conditions climatiques dans lesquelles chaque groupe d'araignées vivait. Au final, ils ont identifié six espèces répondant aux trois critères. S'ils étaient acceptés, ces résultats doubleraient le nombre de Promyrmekiaphila espèce.

Ce type d'approche permet aux scientifiques d'étudier des organismes qui semblaient autrefois ne pas correspondre aux concepts d'espèces. Parce que les rotifères bdelloïdes n'ont pas de sexe, ils ne correspondent pas bien au concept d'espèce biologique. Tim Barraclough de l'Imperial College de Londres et ses collègues ont utilisé d'autres méthodes pour déterminer si les rotifères appartiennent à des groupes semblables à des espèces. Ils ont séquencé l'ADN et construit un arbre évolutif. L'arbre n'avait que quelques longues branches, chacune surmontée d'une touffe de brindilles courtes. Ensuite, ils ont examiné les corps des rotifères sur chaque touffe et ont constaté qu'ils avaient des formes similaires. La diversité des rotifères, en d'autres termes, n'est pas qu'un flou. Les animaux forment des grappes, qui sont probablement le résultat de lignées distinctes s'adaptant à différentes niches écologiques. Si ces groupes ne sont pas des espèces, ils sont terriblement proches.

Où les microbes s'intègrent-ils

La plupart des travaux qui ont été faits sur le concept d'espèce ces dernières années ont porté sur les animaux et les plantes. Ce biais est le résultat de l'histoire : les animaux et les plantes étaient les seules choses que Linnaeus et d'autres taxonomistes pouvaient étudier. Mais aujourd'hui, les scientifiques savent que la grande majorité de la diversité génétique réside dans le monde invisible des microbes. Et les microbes ont longtemps posé le plus grand casse-tête de tous en ce qui concerne la nature des espèces.

Lorsque les microbiologistes ont commencé à nommer les espèces dans les années 1800, ils ne pouvaient pas inspecter les plumes ou les fleurs comme peuvent le faire les zoologistes et les botanistes. Les micro-organismes, en particulier les bactéries et les archées, se ressemblent généralement beaucoup. Certains sont en forme de tige, par exemple, et certains sont de minuscules sphères. Pour distinguer deux bactéries en forme de bâtonnet l'une de l'autre, les microbiologistes mèneraient des expériences sur leur métabolisme. Un type de microbe pourrait être capable de se nourrir, disons, de lactose, alors que l'autre ne le pourrait pas. A partir d'indices de ce genre, les microbiologistes ont décrit des espèces comme Escherichia coli ou Vibrio cholerae. Cependant, à la base de leur travail, il n'y avait pas de concept clair de ce que signifiait pour les microbes appartenir à une espèce. Et lorsque Mayr a proposé son concept d'espèce biologique, il a semblé exclure de nombreux microbes. Après tout, les bactéries ne sont pas constituées de mâles et de femelles qui doivent se reproduire sexuellement comme des animaux. Ils peuvent simplement se diviser en deux.

La confusion s'est aggravée lorsque les scientifiques ont commencé à analyser l'ADN des microbes. Ils ont essayé de comprendre à quel point l'ADN de deux espèces microbiennes était différent, en sélectionnant de petits fragments à des fins de comparaison. À leur grande surprise, les différences pourraient être énormes. Deux espèces de bactéries placées dans le même genre en fonction de leur métabolisme pourraient être plus différentes que les humains ne le sont de tous les autres primates. Et les bactéries au sein d'une espèce pourraient gagner leur vie de manières radicalement différentes. Certaines souches de E. coli vivent inoffensifs dans notre intestin, par exemple, alors que d'autres peuvent provoquer des maladies mortelles. "La variation génétique au sein d'une espèce est si énorme que le terme espèce n'a pas vraiment le même sens pour les bactéries et les archées" que pour les plantes ou les animaux multicellulaires, explique Jonathan Eisen de l'Université de Californie à Davis.

Les microbes ne sont pas une exception mineure à la règle qui peut être ignorée. Au fur et à mesure que les enquêteurs ont étudié le monde microbien, ils ont découvert que la diversité de tous les animaux est infime en comparaison. "Cela m'a toujours semblé assez étrange que si Mayr a raison, alors 90 pour cent de l'arbre de vie ne vient pas sous forme d'espèces", déclare John Wilkins, philosophe des sciences à l'Université du Queensland en Australie. « Cela doit vous faire réfléchir. »

Certains chercheurs ont soutenu que les microbes correspondent peut-être au concept d'espèce biologique, mais à leur manière. Les bactéries ne s'accouplent pas comme les animaux, mais elles échangent des gènes. Les virus peuvent transporter des gènes d'un hôte à un autre, ou les bactéries peuvent simplement aspirer de l'ADN nu, qui se glisse ensuite dans leur génome. Il existe des preuves que les souches étroitement apparentées échangent plus de gènes que les souches éloignées – une version microbienne des barrières entre les espèces animales. Mais les critiques ont souligné certains problèmes avec l'analogie. Bien que les animaux et les plantes puissent échanger des gènes à chaque fois qu'ils se reproduisent, les microbes peuvent le faire très rarement. Et quand ils échangent des gènes, ils le font avec une promiscuité incroyable. Au cours de millions d'années, ils peuvent acquérir de nombreux gènes, non seulement de leurs proches parents, mais aussi d'autres microbes appartenant à des règnes totalement différents. Ce serait comme si notre propre génome contenait des centaines de gènes de mille-pattes, de bouleaux et de truffes. Les critiques affirment que ce flux de gènes contribue à saper tout concept d'espèce chez les microbes. « Je pense que les espèces sont une sorte d'illusion », déclare W. Ford Doolittle de l'Université Dalhousie en Nouvelle-Écosse.

Certains chercheurs prennent les espèces microbiennes plus au sérieux. Ils soutiennent que les microbes, comme les rotifères, ne sont pas simplement un flou de variation mais des grappes adaptées à des niches écologiques particulières. La sélection naturelle empêche leurs grappes de s'estomper en favorisant de nouveaux mutants encore mieux adaptés à leur niche. "Il n'y a qu'une seule lignée mince qui va de l'avant", déclare Frederick Cohan de l'Université Wesleyan. Cette mince lignée, soutient-il, est une espèce.

Cohan et ses collègues ont trouvé ces espèces microbiennes dans les sources chaudes du parc national de Yellowstone. Les microbes forment des grappes génétiques et des grappes écologiques. Chaque groupe de microbes génétiquement apparentés vit dans une certaine niche dans les sources chaudes, bénéficiant d'une certaine température, par exemple, ou nécessitant une certaine quantité de soleil. "C'est plutôt cool", dit Cohan. Pour lui, cette preuve est suffisante pour justifier d'appeler un groupe de microbes une espèce. Lui et ses collègues traduisent maintenant leurs expériences en un ensemble de règles qu'ils espèrent que d'autres suivront pour nommer de nouvelles espèces. « Nous avons décidé que nous devions aller au-delà des coups de coude », affirme Cohan.

Les règles conduiront probablement les scientifiques à diviser un certain nombre d'espèces microbiennes traditionnelles en de nombreuses nouvelles. Pour éviter toute confusion, Cohan ne veut pas proposer de noms complètement originaux. Au lieu de cela, il souhaite ajouter un nom « ecovar » à la fin (« ecovar » signifie « variante écologique »). La souche bactérienne qui a causé la première épidémie enregistrée de maladie du légionnaire à Philadelphie, par exemple, devrait être appelée Legionella pneumophila ecovar Philadelphie.

Comprendre la nature des espèces microbiennes pourrait aider les agents de santé publique à se préparer à l'émergence d'autres nouvelles maladies à l'avenir, dit Cohan. Les bactéries pathogènes évoluent souvent à partir de microbes relativement inoffensifs qui vivent tranquillement dans leurs hôtes. Il faudra peut-être des décennies d'évolution avant que de tels organismes ne provoquent une épidémie suffisamment importante pour que les agents de santé publique la remarquent. La classification de ces nouvelles espèces pourrait leur permettre d'anticiper les foyers et leur donner le temps de préparer une riposte. Résoudre le mystère des espèces s'avère non seulement important pour comprendre l'histoire de la vie, notre propre bien-être peut en dépendre.


Contenu

Malgré sa définition apparemment simple, le concept de phénotype a des subtilités cachées. Il peut sembler que tout ce qui dépend du génotype est un phénotype, y compris des molécules telles que l'ARN et les protéines. La plupart des molécules et structures codées par le matériel génétique ne sont pas visibles dans l'apparence d'un organisme, pourtant elles sont observables (par exemple par Western blot) et font donc partie du phénotype des groupes sanguins humains en sont un exemple. Il peut sembler que cela dépasse les intentions originales du concept en se concentrant sur l'organisme (vivant) en lui-même. Quoi qu'il en soit, le terme phénotype comprend des traits inhérents ou des caractéristiques observables ou des traits qui peuvent être rendus visibles par une procédure technique. Une extension notable de cette idée est la présence de "molécules organiques" ou de métabolites générés par des organismes à partir de réactions chimiques d'enzymes.

Le terme « phénotype » a parfois été utilisé à tort comme un raccourci pour la différence phénotypique du type sauvage, ce qui donne la déclaration qu'une « mutation n'a pas de phénotype ». [6] [ éclaircissements nécessaires ]

Une autre extension ajoute un comportement au phénotype, puisque les comportements sont des caractéristiques observables. Phénotypes comportementaux comprennent des modèles cognitifs, de personnalité et de comportement. Certains phénotypes comportementaux peuvent caractériser des troubles psychiatriques [7] ou des syndromes. [8] [9]

La variation phénotypique (due à la variation génétique héritable sous-jacente) est une condition préalable fondamentale à l'évolution par sélection naturelle. C'est l'organisme vivant dans son ensemble qui contribue (ou non) à la génération suivante, la sélection naturelle affecte donc indirectement la structure génétique d'une population via la contribution des phénotypes. Sans variation phénotypique, il n'y aurait pas d'évolution par sélection naturelle. [dix]

L'interaction entre génotype et phénotype a souvent été conceptualisée par la relation suivante :

génotype (G) + environnement (E) → phénotype (P)

Une version plus nuancée de la relation est :

génotype (G) + environnement (E) + interactions génotype et environnement (GE) → phénotype (P)

Les génotypes ont souvent beaucoup de flexibilité dans la modification et l'expression des phénotypes dans de nombreux organismes, ces phénotypes sont très différents dans des conditions environnementales variables (voir variation écophénotypique). La plante Hieracium umbellatum se trouve en croissance dans deux habitats différents en Suède. L'un des habitats est constitué de falaises rocheuses au bord de la mer, où les plantes sont touffues avec de larges feuilles et des inflorescences étendues, l'autre se trouve parmi les dunes de sable où les plantes poussent prosternées avec des feuilles étroites et des inflorescences compactes. Ces habitats alternent le long de la côte suédoise et l'habitat que les graines de Hieracium umbellatum atterrir, déterminer le phénotype qui se développe. [11]

Un exemple de variation aléatoire dans Drosophile mouches est le nombre d'ommatidies, qui peut varier (au hasard) entre les yeux gauche et droit d'un même individu autant qu'entre les différents génotypes en général, ou entre les clones élevés dans des environnements différents. [ citation requise ]

Le concept de phénotype peut être étendu aux variations inférieures au niveau du gène qui affectent la forme physique d'un organisme. Par exemple, des mutations silencieuses qui ne modifient pas la séquence d'acides aminés correspondante d'un gène peuvent modifier la fréquence des paires de bases guanine-cytosine (teneur en GC). Ces paires de bases ont une stabilité thermique plus élevée (point de fusion) que l'adénine-thymine, propriété qui pourrait conférer, chez les organismes vivant dans des environnements à haute température, un avantage sélectif sur les variants enrichis en teneur en GC. [ citation requise ]

Le phénotype étendu Modifier

Richard Dawkins a décrit un phénotype qui incluait tous les effets qu'un gène a sur son environnement, y compris d'autres organismes, comme un phénotype étendu, affirmant que « le comportement d'un animal a tendance à maximiser la survie des gènes "pour" ce comportement, que ceux-ci soient ou non les gènes se trouvent dans le corps de l'animal qui l'exécute." [3] Par exemple, un organisme tel qu'un castor modifie son environnement en construisant un barrage de castor, cela peut être considéré comme une expression de ses gènes, tout comme ses incisives, qu'il utilise pour modifier son environnement. De même, lorsqu'un oiseau nourrit un parasite du couvain tel qu'un coucou, il étend involontairement son phénotype et lorsque les gènes d'une orchidée affectent le comportement des abeilles des orchidées pour augmenter la pollinisation, ou lorsque les gènes d'un paon affectent les décisions de copulation des paonnes, encore une fois, le le phénotype s'étend. Les gènes sont, selon Dawkins, sélectionnés par leurs effets phénotypiques. [12]

D'autres biologistes conviennent largement que le concept de phénotype étendu est pertinent, mais considèrent que son rôle est largement explicatif, plutôt que d'aider à la conception de tests expérimentaux. [13]

Bien qu'un phénotype soit l'ensemble des caractéristiques observables affichées par un organisme, le mot phénomène est parfois utilisé pour désigner une collection de traits, tandis que l'étude simultanée d'une telle collection est appelée phénomique. [14] [15] La Phenomics est un domaine d'étude important car elle peut être utilisée pour déterminer quelles variantes génomiques affectent les phénotypes qui peuvent ensuite être utilisées pour expliquer des choses comme la santé, la maladie et la forme physique évolutive. [16] La Phenomics constitue une grande partie du Projet du Génome Humain [17]

La phénomique a de nombreuses applications dans l'industrie agricole. Avec une population en croissance exponentielle et des conditions météorologiques incohérentes en raison du réchauffement climatique, il est devenu de plus en plus difficile de cultiver suffisamment de cultures pour subvenir aux besoins de la population mondiale. Des variations génomiques avantageuses, telles que la sécheresse et la résistance à la chaleur, peuvent être identifiées par la phénomique pour créer des OGM plus durables. [18] [19]

La phénomique peut être un tremplin vers la médecine personnalisée, en particulier la pharmacothérapie. [20] Une fois que la base de données phénomique a acquis plus de données, les informations phénomiques d'une personne peuvent être utilisées pour sélectionner des médicaments spécifiques adaptés à un individu. [20]

Le monde de l'ARN est l'étape pré-cellulaire hypothétique de l'histoire évolutive de la vie sur terre, dans laquelle les molécules d'ARN auto-réplicables ont proliféré avant l'évolution de l'ADN et des protéines. [21] La structure physique tridimensionnelle repliée de la première molécule d'ARN qui possédait une activité de ribozyme favorisant la réplication tout en évitant la destruction aurait été le premier phénotype, et la séquence nucléotidique de la première molécule d'ARN auto-répliquant aurait été le génotype original. [21]


Classification des êtres vivants

La classification la plus basique des êtres vivants est celle des royaumes. Il existe actuellement cinq royaumes. Les êtres vivants sont placés dans certains royaumes en fonction de la façon dont ils obtiennent leur nourriture, des types de cellules qui composent leur corps et du nombre de cellules qu'ils contiennent.

Le phylum est le royaume suivant de niveau suivant dans la classification des êtres vivants. C'est une tentative de trouver une sorte de similitudes physiques entre les organismes d'un royaume. Ces similitudes physiques suggèrent qu'il existe une ascendance commune parmi ces organismes dans un phylum particulier.

Les classes sont un moyen de diviser davantage les organismes d'un phylum. Comme vous pouvez probablement le deviner, les organismes d'une classe ont encore plus en commun que ceux d'un phylum entier. Les humains appartiennent à la classe des mammifères parce que nous buvons du lait comme un bébé.

Les organismes de chaque classe sont ensuite décomposés en ordres. Une clé de taxonomie est utilisée pour déterminer à quel ordre appartient un organisme. Une clé de taxonomie n'est rien de plus qu'une liste de contrôle de caractéristiques qui détermine la façon dont les organismes sont regroupés.

Les commandes sont divisées en familles. Les organismes au sein d'une famille ont plus en commun qu'avec les organismes de tout niveau de classification supérieur. Parce qu'ils partagent tant de choses en commun, on dit que les organismes d'une famille sont liés les uns aux autres. Les humains appartiennent à la famille des hominidés.

Le genre est une façon de décrire le nom générique d'un organisme. La classification des genres est très spécifique, il y a donc moins d'organismes dans chacun. Pour cette raison, il existe de nombreux genres différents parmi les animaux et les plantes. Lors de l'utilisation de la taxonomie pour nommer un organisme, le genre est utilisé pour déterminer la première partie de son nom en deux parties.


Questions de type à choix multiples

Question 1.
Le déplacement temporaire d'un organisme de l'habitat stressant vers une zone plus hospitalière et son retour lorsque la période de stress est terminée s'appelle
(a) Suspendre
(b) Migrer
(c) Hibernation
(d) Estivation

Question 2.
Le sommeil hivernal est aussi appelé
(a) Veille prolongée
(b) Suspendre
(c) Migrer
(d) Estivation

Question 3.
Pour éviter les problèmes liés à l'été, la chaleur et la dessiccation par l'organisme sont appelées
(a) Veille prolongée
(b) Suspendre
(c) Migrer
(d) Estivation

Question 4.
Un stade de développement suspendu est appelé
(a) Diapause
(b) Suspendre
(c) Migrer
(d) Estivation

Question 5.
Les deux espèces bénéficient en
(a) Le parasitisme
(b) Mutualisme
(c) Concurrence
(d) Prédation

Question 6.
Les deux espèces perdent en
(a) Mutualisme
(b) Concurrence
(c) Le parasitisme
(d) Prédation

Question 7.
Une espèce en profite
(a) Le parasitisme
(b) Prédation
(c) Mutualisme
(d) Les deux (a) et (b)

Question 8.
L'interaction où une espèce est avantagée et l'autre n'est ni avantagée ni blessée est appelée
(a) Le commensalisme
(b) Amensalisme
(c) Mutualisme
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 9.
Si une espèce est blessée alors que l'autre n'est pas affectée est appelée
(a) Le commensalisme
(b) Amensalisme
(c) Mutualisme
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 10.
Les parasites qui se nourrissent de la surface externe de l'organisme hôte sont appelés
(a) Ectoparasites
(b) Parasites endo
(c) Le parasitisme du couvain
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 11.
Les parasites qui vivent à l'intérieur du corps hôte à différents endroits sont appelés
(a) Ectoparasites
(b) Parasites endo
(c) Le parasitisme du couvain
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 12.
Le nombre de naissances au cours d'une période donnée dans la population qui s'ajoutent à la densité initiale est appelé
(a) La natalité
(b) Mortalité
(c) Sex-ratio
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 13.
Le nombre de décès dans la population au cours d'une période donnée est appelé
(a) La natalité
(b) Mortalité
(c) Sex-ratio
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Question 14.
La taille de la population en dit long sur sa situation dans le
(a) Environnement
(b) Sex-ratio
(c) Pyramide des âges
(d) Habitat

Question 15.
Pour la population humaine, les pyramides des âges montrent généralement la répartition par âge des
(a) Seuls les hommes
(b) Seulement les femmes
(c) Des hommes et des femmes
(d) Aucune des réponses ci-dessus

Réponse : (c) Des hommes et des femmes

Question 4.
L'interaction où une espèce est avantagée et l'autre n'est ni avantagée ni blessée est appelée …………………..

Question 5.
Une espèce est blessée tandis que l'autre n'est pas affectée est appelée ………………..

Question 7.
…………………….. les interactions résultent de l'interaction de populations de deux espèces différentes.

Question 1.
Le nombre de naissances au cours d'une période donnée dans la population qui s'ajoute à la densité initiale est appelé natalité.

Question 2.
Le sommeil hivernal est appelé estivation.

Question 3.
Une étape de développement suspendu est appelée hibernation.

Question 4.
Opuntia est une plante du désert.

Question 5.
Les organismes peuvent vivre à une pression supérieure à 100 fois la pression normale.

Question 6.
Tous les organismes ne peuvent pas tolérer un large éventail de salinités.

Question 7.
La nature des propriétés du sol dans différents endroits varie.

Question 8.
De nombreux animaux d'eau douce ne peuvent pas rester longtemps dans l'eau de mer en raison de la salinité de l'eau de mer.

Question 9.
Les poux sont un exemple d'endo parasite.

Question 10.
Le moustique femelle n'est pas considéré comme un parasite.

Question 1.
Nommez une plante de la région désertique.

Question 2.
Donnez un exemple d'ectoparasite.

Question 3.
Donnez un exemple d'endoparasite.

Question 4.
Donnez un exemple de zone bentique.

Question 5.
Le processus par lequel les plantes fabriquent leurs aliments.

Question 6.
Quel est le pourcentage de sel dans les eaux intérieures ?

Question 7.
Quel est le pourcentage de sel dans les lagunes hypersalines ?

Question 8.
Comment appelle-t-on le stade de développement suspendu ?

Question 9.
Nommez un papillon qui est très désagréable à son prédateur.

Question 10.
Nommez une étoile de mer qui est un prédateur important dans les communautés intertidales rocheuses de la côte américaine du Pacifique.

Colonne I Colonne II
1. Déplacement temporaire d'un endroit à un autre A. Hibernation
2. Sommeil d'hiver B. Diapause
3. Une étape de développement suspendu C. Estivation
4. Évitez la chaleur estivale D. Commensalisme
5. Une espèce en profite E. Migrations
Réponse

Colonne I Colonne II
1. Déplacement temporaire d'un endroit à un autre E. Migrations
2. Sommeil d'hiver A. Hibernation
3. Une étape de développement suspendu B. Diapause
4. Évitez la chaleur estivale C. Estivation
5. Une espèce en profite D. Commensalisme

J'espère que les informations ci-dessus concernant le NCERT QCM Questions pour la biologie de classe 12 Chapitre 13 Organismes et populations avec le téléchargement gratuit de réponses PDF ont été utiles dans une certaine mesure. Si vous avez d'autres questions sur les QCM sur les organismes et les populations de biologie de classe 12 de la CBSE avec réponses, n'hésitez pas à nous contacter afin que nous puissions revenir vers nous dans les plus brefs délais.


Contenu

La preuve de l'évolution est donnée dans un certain nombre de livres. [9] [10] [11] [12] Certaines de ces preuves sont discutées ici.

Les fossiles montrent que le changement s'est produit

La prise de conscience que certaines roches contiennent des fossiles a été un événement très important dans l'histoire naturelle. Il y a trois parties dans cette histoire :

  1. Réalisant que les choses dans les roches qui semblaient organiques étaient en réalité les restes altérés d'êtres vivants. Cela a été réglé aux XVIe et XVIIe siècles par Conrad Gessner, Nicolaus Steno, Robert Hooke et d'autres. [13][14]
  2. Réalisant que de nombreux fossiles représentaient des espèces qui n'existent pas aujourd'hui. C'est Georges Cuvier, l'anatomiste comparatif, qui a prouvé que l'extinction s'était produite et que différentes strates contenaient des fossiles différents. [15] p108
  3. Réalisant que les premiers fossiles étaient des organismes plus simples que les fossiles ultérieurs. De plus, plus les roches sont tardives, plus les fossiles ressemblent à nos jours. [16]

La preuve la plus convaincante de l'apparition de l'évolution est la découverte d'organismes éteints dans des couches géologiques plus anciennes. Plus les strates sont anciennes. plus le fossile sera différent des représentants vivants. c'est à prévoir si la faune et la flore des strates antérieures avaient progressivement évolué vers leurs descendants.

Répartition géographique Modifier

C'est un sujet qui a fasciné à la fois Charles Darwin et Alfred Russel Wallace. [17] [18] [19] Lorsque de nouvelles espèces apparaissent, généralement par la division d'espèces plus anciennes, cela se produit dans un seul endroit dans le monde. Une fois établie, une nouvelle espèce peut se propager à certains endroits et pas à d'autres.

Australasie Modifier

L'Australasie est séparée des autres continents depuis des millions d'années. Dans la partie principale du continent, l'Australie, 83% des mammifères, 89% des reptiles, 90% des poissons et insectes et 93% des amphibiens sont endémiques. [20] Ses mammifères indigènes sont principalement des marsupiaux comme les kangourous, les bandicoots et les quolls. [21] En revanche, les marsupiaux sont aujourd'hui totalement absents d'Afrique et forment une petite partie de la faune mammifère d'Amérique du Sud, où se trouvent les opossums, les musaraignes opossums et le monito del monte (voir le Great American Interchange).

Les seuls représentants vivants des mammifères primitifs pondeurs (monotrèmes) sont les échidnés et l'ornithorynque. On ne les trouve qu'en Australasie, qui comprend la Tasmanie, la Nouvelle-Guinée et l'île Kangourou. Ces monotrèmes sont totalement absents dans le reste du monde. [22] D'autre part, l'Australie manque de nombreux groupes de mammifères placentaires communs sur d'autres continents (carnivores, artiodactyles, musaraignes, écureuils, lagomorphes), bien qu'il y ait des chauves-souris et des rongeurs indigènes, arrivés plus tard. [23]

L'histoire de l'évolution est que les mammifères placentaires ont évolué en Eurasie et ont anéanti les marsupiaux et les monotrèmes partout où ils se sont propagés. Ils n'ont atteint l'Australasie que plus récemment. C'est la simple raison pour laquelle l'Australie possède la plupart des marsupiaux du monde et tous les monotrèmes du monde.

Évolution des chevaux Modifier

L'évolution de la famille des chevaux (équidés) est un bon exemple de la façon dont fonctionne l'évolution. Le plus ancien fossile de cheval a environ 52 millions d'années. C'était un petit animal avec cinq doigts aux pattes de devant et quatre aux pattes de derrière. A cette époque, il y avait plus de forêts dans le monde qu'aujourd'hui. Ce cheval vivait dans les bois, mangeant des feuilles, des noix et des fruits avec ses dents simples. C'était à peu près aussi gros qu'un renard. [24]

Il y a environ 30 millions d'années, le monde a commencé à devenir plus frais et plus sec. Les forêts ont rétréci, les prairies se sont étendues et les chevaux ont changé. Ils mangeaient de l'herbe, ils grandissaient et couraient plus vite parce qu'ils devaient échapper à des prédateurs plus rapides. Parce que l'herbe use les dents, les chevaux avec des dents plus durables avaient un avantage.

Pendant la majeure partie de cette longue période, il y avait un certain nombre de types de chevaux (genres). Aujourd'hui, cependant, il n'existe qu'un seul genre : le cheval moderne, Équus. Il a des dents qui poussent toute sa vie, des sabots sur un seul orteil, de grandes pattes longues pour courir, et l'animal est assez grand et fort pour survivre dans la plaine ouverte. [24] Les chevaux vivaient dans l'ouest du Canada jusqu'à il y a 12 000 ans, [25] mais tous les chevaux en Amérique du Nord se sont éteints il y a environ 11 000 ans. Les causes de cette extinction ne sont pas encore claires. Le changement climatique et la chasse excessive par les humains sont suggérés.

Ainsi, les scientifiques peuvent voir que des changements se sont produits. Ils se sont produits lentement sur une longue période. La théorie de l'évolution explique comment ces changements se sont produits.

Hawaïen Drosophile (mouches des fruits) Modifier

Dans environ 6 500 milles carrés (17 000 km 2 ), les îles hawaïennes ont la collection la plus diversifiée de Drosophile vole dans le monde, vivant des forêts tropicales aux prairies de montagne. Environ 800 espèces de mouches des fruits hawaïennes sont connues.

Les preuves génétiques montrent que toutes les espèces de mouches des fruits indigènes à Hawai ʻi descendent de une seule espèce ancestrale qui est arrivé sur les îles, il y a environ 20 millions d'années. Le rayonnement adaptatif ultérieur a été causé par un manque de concurrence et une grande variété de niches vacantes. Bien qu'il soit possible qu'une seule femelle gravide colonise une île, il est plus probable qu'il s'agisse d'un groupe de la même espèce. [26] [27] [28] [29]

Distribution de Glossopteris Éditer

La combinaison de la dérive des continents et de l'évolution peut expliquer ce que l'on trouve dans les archives fossiles. Glossopteris est une espèce éteinte de fougères à graines de la période permienne sur l'ancien supercontinent du Gondwana. [30]

Glossopteris les fossiles se trouvent dans les strates du Permien du sud-est de l'Amérique du Sud, de l'Afrique du Sud-Est, de tout Madagascar, du nord de l'Inde, de toute l'Australie, de toute la Nouvelle-Zélande et dispersés sur les bords sud et nord de l'Antarctique.

Au cours du Permien, ces continents étaient connectés en tant que Gondwana. Ceci est connu des bandes magnétiques dans les roches, d'autres distributions de fossiles et des rayures glaciaires pointant loin du climat tempéré du pôle Sud pendant le Permien. [11] p103 [31]

Descendance commune Modifier

Lorsque les biologistes examinent les êtres vivants, ils constatent que les animaux et les plantes appartiennent à des groupes qui ont quelque chose en commun. Charles Darwin a expliqué que cela suivait naturellement si « nous admettons la parenté commune des formes alliées, ainsi que leur modification par la variation et la sélection naturelle ». [17] p402 [9] p456

Par exemple, tous les insectes sont liés. Ils partagent un plan corporel de base, dont le développement est contrôlé par des gènes régulateurs maîtres. [32] Ils ont six pattes, ils ont des parties dures à l'extérieur du corps (un exosquelette), ils ont des yeux formés de nombreuses chambres séparées, et ainsi de suite. Les biologistes expliquent cela avec l'évolution. Tous les insectes sont les descendants d'un groupe d'animaux qui ont vécu il y a longtemps. Ils gardent toujours le plan de base (six pattes et ainsi de suite) mais les détails changent. Ils ont l'air différents maintenant parce qu'ils ont changé de différentes manières : c'est l'évolution. [33]

C'est Darwin qui a suggéré le premier que toute vie sur Terre avait une origine unique, et depuis ce début « les formes infinies les plus belles et les plus merveilleuses ont été et sont en train d'évoluer ». [9] p490 [17] Les preuves de la biologie moléculaire ces dernières années ont soutenu l'idée que toute vie est liée par une descendance commune. [34]

Structures vestigiales Modifier

Des preuves solides de descendance commune proviennent de structures vestigiales. [17] p397 Les ailes inutiles des coléoptères incapables de voler sont scellées sous des couvertures d'ailes fusionnées. Cela peut s'expliquer simplement par leur descendance de coléoptères ancestraux qui avaient des ailes qui fonctionnaient. [12] p49

Les parties rudimentaires du corps, celles dont la structure est plus petite et plus simple que les parties correspondantes des espèces ancestrales, sont appelées organes vestigiaux. Ces organes sont fonctionnels dans l'espèce ancestrale mais sont maintenant soit non fonctionnels, soit réadaptés à une nouvelle fonction. Les exemples sont les ceintures pelviennes des baleines, les haltères (ailes postérieures) des mouches, les ailes des oiseaux incapables de voler et les feuilles de certains xérophytes (par exemple. cactus) et les plantes parasites (par exemple. cuscute).

Cependant, les structures vestigiales peuvent voir leur fonction d'origine remplacée par une autre. Par exemple, les haltères des mouches aident à équilibrer l'insecte en vol, et les ailes des autruches sont utilisées dans les rituels d'accouplement et dans les parades agressives. Les osselets de l'oreille chez les mammifères sont d'anciens os de la mâchoire inférieure.

« Les organes rudimentaires déclarent clairement leur origine et leur signification. » (p262). « Les organes rudimentaires. les vues ici expliquées" (p402). Charles Darwin. [17]

En 1893, Robert Wiedersheim a publié un livre sur l'anatomie humaine et sa pertinence pour l'histoire de l'évolution de l'homme. Ce livre contenait une liste de 86 organes humains qu'il considérait comme des vestiges. [35] Cette liste comprenait des exemples tels que l'appendice et les 3èmes molaires (dents de sagesse).

La forte emprise d'un bébé en est un autre exemple. [36] C'est un réflexe vestigial, un vestige du passé lorsque les bébés pré-humains s'accrochaient aux cheveux de leurs mères alors que les mères se balançaient à travers les arbres. Ceci est confirmé par les pieds des bébés, qui se recroquevillent lorsqu'il est assis (les bébés primates agrippent également les pieds). Tous les primates, à l'exception de l'homme moderne, ont des poils épais auxquels un nourrisson peut s'accrocher, contrairement aux humains modernes. Le réflexe de préhension permet à la mère d'échapper au danger en grimpant à un arbre avec les mains et les pieds. [11] [37]

Les organes vestigiaux ont souvent une certaine sélection contre eux. Les organes d'origine prenaient des ressources, parfois des ressources énormes. S'ils n'ont plus de fonction, réduire leur taille améliore la condition physique. Et il y a une preuve directe de sélection. Certains crustacés des cavernes se reproduisent mieux avec des yeux plus petits que ceux avec des yeux plus grands. Cela peut être dû au fait que le tissu nerveux traitant de la vue devient maintenant disponible pour gérer d'autres entrées sensorielles. [38] p310

Embryologie Modifier

Dès le XVIIIe siècle, on savait que les embryons de différentes espèces étaient beaucoup plus semblables que les adultes. En particulier, certaines parties des embryons reflètent leur passé évolutif. Par exemple, les embryons de vertébrés terrestres développent des fentes branchiales comme les embryons de poisson. Bien sûr, ce n'est qu'une étape temporaire, qui donne naissance à de nombreuses structures dans le cou des reptiles, des oiseaux et des mammifères. Les fentes proto- branchiales font partie d'un système de développement compliqué : c'est pourquoi elles ont persisté. [32]

Un autre exemple est celui des dents embryonnaires des baleines à fanons. [39] Ils sont perdus plus tard. Le filtre à fanons est développé à partir de différents tissus, appelés kératine. Les premières baleines à fanons fossiles avaient en fait des dents aussi bien que les fanons. [40]

Un bon exemple est la bernacle. Il a fallu plusieurs siècles avant que les historiens de la nature découvrent que les balanes étaient des crustacés. Leurs adultes ressemblent tellement aux autres crustacés, mais leurs larves sont très similaires à celles des autres crustacés. [41]

Sélection artificielle Modifier

Charles Darwin vivait dans un monde où l'élevage et les cultures domestiquées étaient d'une importance vitale. Dans les deux cas, les agriculteurs ont sélectionné pour élever des individus avec des propriétés spéciales et ont empêché l'élevage d'individus avec des caractéristiques moins souhaitables. Le XVIIIe et le début du XIXe siècle ont vu une croissance de l'agriculture scientifique, et l'élevage artificiel en faisait partie.

Darwin a discuté de la sélection artificielle comme modèle de sélection naturelle dans la première édition de 1859 de son ouvrage À propos de l'origine des espèces, au chapitre IV : Sélection naturelle :

"Si lent que soit le processus de sélection, si l'homme faible peut faire beaucoup par ses pouvoirs de sélection artificielle, je ne vois aucune limite à la quantité de changement qui peut être effectuée dans le long cours du temps par le pouvoir de sélection de la nature" . [9] p109 [42]

Nikolai Vavilov a montré que le seigle, à l'origine une mauvaise herbe, est devenu une plante cultivée par sélection involontaire. Le seigle est une plante plus résistante que le blé : il survit dans des conditions plus difficiles. Devenu une culture comme le blé, le seigle a pu devenir une plante cultivée dans des zones difficiles, telles que les collines et les montagnes. [43] [44]

Il n'y a pas de réelle différence dans les processus génétiques sous-jacents à la sélection artificielle et naturelle, et le concept de sélection artificielle a été utilisé par Charles Darwin comme illustration du processus plus large de sélection naturelle. Il existe des différences pratiques. Des études expérimentales sur la sélection artificielle montrent que « le taux d'évolution dans les expériences de sélection est au moins deux ordres de grandeur (c'est-à-dire 100 fois) supérieur à tout taux observé dans la nature ou dans les archives fossiles ». [45] p157

Nouvelles espèces artificielles Modifier

Certains ont pensé que la sélection artificielle ne pouvait pas produire de nouvelles espèces. Il semble maintenant que oui.

De nouvelles espèces ont été créées par l'élevage d'animaux domestiques, mais les détails ne sont pas connus ou ne sont pas clairs. Par exemple, les moutons domestiques ont été créés par hybridation et ne produisent plus de progéniture viable avec Ovis orientalis, une espèce dont ils descendent. [46] Le bétail domestique, en revanche, peut être considéré comme la même espèce que plusieurs variétés de bœuf sauvage, de gaur, de yak, etc., car ils produisent facilement une progéniture fertile avec eux. [47]

Les nouvelles espèces les mieux documentées proviennent d'expériences en laboratoire à la fin des années 1980. William Rice et G.W. Les mouches des fruits élevées dans le sel, Drosophila melanogaster, en utilisant un labyrinthe avec trois choix d'habitats différents tels que clair/foncé et humide/sec. Chaque génération a été placée dans le labyrinthe, et les groupes de mouches qui sortaient de deux des huit sorties ont été mis à part pour se reproduire les uns avec les autres dans leurs groupes respectifs.

Après trente-cinq générations, les deux groupes et leur progéniture ont été isolés sur le plan reproducteur en raison de leurs fortes préférences en matière d'habitat : ils ne s'accouplent que dans les zones qu'ils préfèrent et ne s'accouplent donc pas avec des mouches qui préfèrent les autres zones. [48] ​​[49]

Diane Dodd a également pu montrer comment l'isolement reproductif peut se développer à partir des préférences d'accouplement dans Drosophile pseudoobscura mouches des fruits après seulement huit générations en utilisant différents types d'aliments, l'amidon et le maltose. [50]

L'expérience de Dodd a été facile à répéter pour d'autres. Cela a également été fait avec d'autres mouches des fruits et aliments. [51]

Changements observables Modifier

Certains biologistes disent que l'évolution s'est produite lorsqu'un trait causé par la génétique devient plus ou moins courant dans un groupe d'organismes. [52] D'autres l'appellent évolution lorsque de nouvelles espèces apparaissent.

Des changements peuvent se produire rapidement dans les organismes plus petits et plus simples. Par exemple, de nombreuses bactéries qui causent des maladies ne peuvent plus être tuées avec certains des médicaments antibiotiques. Ces médicaments n'ont été utilisés que depuis environ quatre-vingts ans et ont d'abord très bien fonctionné. Les bactéries ont évolué de sorte qu'elles ne sont plus affectées par les antibiotiques. [53] Les médicaments ont tué toutes les bactéries sauf quelques-unes qui avaient une certaine résistance. Ces quelques bactéries résistantes ont produit la génération suivante.

Le doryphore est réputé pour sa capacité à résister aux pesticides. Au cours des 50 dernières années, il est devenu résistant à 52 composés chimiques utilisés dans les insecticides, dont le cyanure. [54] C'est la sélection naturelle accélérée par les conditions artificielles. Cependant, toutes les populations ne sont pas résistantes à tous les produits chimiques. [55] Les populations ne deviennent résistantes qu'aux produits chimiques utilisés dans leur région.

Bien qu'il y ait eu un certain nombre d'historiens de la nature au 18ème siècle qui avaient une idée de l'évolution, les premières idées bien formées sont venues au 19ème siècle. Trois biologistes sont les plus importants.

Lamarck Modifier

Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829), un biologiste français, a affirmé que les animaux ont changé selon les lois naturelles. Il a dit que les animaux pouvaient transmettre les traits qu'ils avaient acquis au cours de leur vie à leur progéniture, en utilisant l'héritage. Aujourd'hui, sa théorie est connue sous le nom de lamarckisme. Son objectif principal est d'expliquer les adaptations par des moyens naturels. [56] Il a proposé une tendance pour les organismes à devenir plus complexes, gravissant une échelle de progrès, plus utilisation et désuétude.

L'idée de Lamarck était que le cou d'une girafe s'allongeait parce qu'elle essayait d'atteindre plus haut. Cette idée a échoué car elle est en conflit avec l'hérédité (travaux de Mendel). Mendel a fait ses découvertes environ un demi-siècle après les travaux de Lamarck.

Darwin Modifier

Charles Darwin (1809–1882) a écrit son À propos de l'origine des espèces en 1859. Dans ce livre, il a avancé de nombreuses preuves que l'évolution s'était produite. Il a également proposé la sélection naturelle comme la façon dont l'évolution avait eu lieu. Mais Darwin ne comprenait pas la génétique et comment les traits étaient réellement transmis. Il ne pouvait pas expliquer avec précision ce qui faisait ressembler les enfants à leurs parents.

Néanmoins, l'explication de l'évolution de Darwin était fondamentalement correcte. Contrairement à Lamarck, l'idée de Darwin était que le cou de la girafe s'allongeait parce que ceux avec des cous plus longs ont mieux survécu. [17] p177/9 Ces survivants ont transmis leurs gènes, et avec le temps, toute l'espèce a eu un cou plus long.

Wallace Modifier

Alfred Russel Wallace OM FRS (1823-1913) était un naturaliste, explorateur, biologiste et militant social britannique. Il a proposé une théorie de la sélection naturelle à peu près en même temps que Darwin. Son idée a été publiée en 1858 avec l'idée de Charles Darwin.

Mendel Modifier

Un moine autrichien appelé Gregor Mendel (1822-1884) a sélectionné des plantes. Au milieu du XIXe siècle, il découvre comment les traits se transmettent d'une génération à l'autre.

Il a utilisé des pois pour ses expériences : certains pois ont des fleurs blanches et d'autres des rouges. Certains pois ont des graines vertes et d'autres des graines jaunes. Mendel a utilisé la pollinisation artificielle pour élever les pois. Ses résultats sont discutés plus loin dans l'hérédité mendélienne. Darwin pensait que l'héritage des deux parents se mélangeait. Mendel a prouvé que les gènes des deux parents restent séparés et peuvent être transmis sans changement aux générations futures.

Mendel a publié ses résultats dans un journal qui n'était pas bien connu, et ses découvertes ont été négligées. Vers 1900, son œuvre est redécouverte. [57] [58] Les gènes sont des morceaux d'information faits d'ADN qui fonctionnent comme un ensemble d'instructions. Un ensemble de gènes se trouve dans chaque cellule vivante. Ensemble, les gènes organisent la façon dont un œuf se développe en un adulte. Chez les mammifères et de nombreux autres êtres vivants, une copie de chaque gène provient du père et une autre copie de la mère. Certains organismes vivants, y compris certaines plantes, n'ont qu'un seul parent, alors tirez tous leurs gènes d'eux. Ces gènes produisent les différences génétiques sur lesquelles l'évolution agit.

celui de Darwin À propos de l'origine des espèces a deux thèmes : les preuves de l'évolution et ses idées sur la façon dont l'évolution a eu lieu. Cette section traite de la deuxième question.

Variante Modifier

Les deux premiers chapitres du Origine traitent de la variation des plantes et des animaux domestiqués et de la variation de la nature.

Tous les êtres vivants présentent des variations. Chaque population étudiée montre que les animaux et les plantes varient autant que les humains. [59] [60] p90 C'est un grand fait de la nature, et sans lui l'évolution ne se produirait pas. Darwin a dit que, tout comme l'homme sélectionne ce qu'il veut dans ses animaux de ferme, de même dans la nature, les variations permettent à la sélection naturelle de fonctionner. [61]

Les caractéristiques d'un individu sont influencées par deux choses, l'hérédité et l'environnement. Premièrement, le développement est contrôlé par des gènes hérités des parents. Deuxièmement, vivre apporte ses propres influences. Certaines choses sont entièrement héritées, d'autres en partie et d'autres pas du tout héritées.

La couleur des yeux est entièrement héritée, c'est un trait génétique. La taille ou le poids ne sont que partiellement hérités, et la langue n'est pas du tout héritée. Juste pour être clair : le fait que les humains puissent parler est hérité, mais la langue parlée dépend de l'endroit où une personne vit et de ce qu'on lui enseigne. Autre exemple : une personne hérite d'un cerveau de capacité quelque peu variable. Ce qui se passe après la naissance dépend de nombreux facteurs tels que l'environnement familial, l'éducation et d'autres expériences. Quand une personne est adulte, son cerveau est ce que son héritage et son expérience de vie en ont fait.

L'évolution ne concerne que les traits qui peuvent être hérités, en tout ou en partie. Les traits héréditaires se transmettent d'une génération à l'autre par les gènes. Les gènes d'une personne contiennent tous les traits qu'elle hérite de ses parents. Les accidents de la vie ne se transmettent pas. Aussi, bien sûr, chaque personne vit une vie quelque peu différente : cela augmente les différences.

Les organismes de n'importe quelle population varient en termes de succès de reproduction. [62] p81 Du point de vue de l'évolution, le « succès reproducteur » désigne le nombre total de descendants qui vivent pour se reproduire et laisser eux-mêmes une progéniture.

Variante héritée Modifier

La variation ne peut affecter les générations futures que si elle est héritée. Grâce au travail de Gregor Mendel, nous savons que beaucoup de variations sont héritées. Les « facteurs » de Mendel sont maintenant appelés gènes. Des recherches ont montré que presque chaque individu d'une espèce à reproduction sexuée est génétiquement unique. [63] p204

La variation génétique est augmentée par les mutations génétiques. L'ADN ne se reproduit pas toujours exactement. Des changements rares se produisent, et ces changements peuvent être hérités. De nombreux changements dans l'ADN provoquent des défauts dont certains sont neutres voire avantageux. Cela donne lieu à une variation génétique, qui est le grain de semence de l'évolution. La reproduction sexuée, par le croisement des chromosomes au cours de la méiose, propage la variation à travers la population. D'autres événements, comme la sélection naturelle et la dérive, réduisent la variation. Ainsi, une population à l'état sauvage a toujours des variations, mais les détails changent toujours. [60] p90

Sélection naturelle Modifier

L'évolution fonctionne principalement par sélection naturelle. Qu'est-ce que ça veut dire? Les animaux et les plantes les mieux adaptés à leur environnement survivront en moyenne mieux. Il y a une lutte pour l'existence. Ceux qui survivront produiront la prochaine génération. Leurs gènes seront transmis, et les gènes de ceux qui ne se sont pas reproduits ne le seront pas. C'est le mécanisme de base qui modifie une population et provoque l'évolution.

La sélection naturelle explique pourquoi les organismes vivants changent au fil du temps pour avoir l'anatomie, les fonctions et le comportement qu'ils ont. Cela fonctionne comme ceci :

  1. Tous les êtres vivants ont une fertilité telle que la taille de leur population pourrait augmenter rapidement pour toujours.
  2. On voit que la taille des populations n'augmente pas dans cette mesure. La plupart du temps, les chiffres restent à peu près les mêmes.
  3. La nourriture et les autres ressources sont limitées. Il y a donc compétition pour la nourriture et les ressources.
  4. Il n'y a pas deux individus identiques. Par conséquent, ils n'auront pas les mêmes chances de vivre et de se reproduire.
  5. Une grande partie de cette variation peut être héritée. Les parents transmettent ces traits aux enfants à travers leurs gènes.
  6. La prochaine génération ne peut venir que de ceux qui survivent et se reproduisent. Après plusieurs générations de cela, la population aura des différences génétiques plus utiles et moins nuisibles. [64]La sélection naturelle est vraiment un processus d'élimination. [1] p117 L'élimination est causée par l'adéquation relative entre les individus et l'environnement dans lequel ils vivent.

Sélection dans les populations naturelles Modifier

Il existe maintenant de nombreux cas où la sélection naturelle a été prouvée dans les populations sauvages. [4] [65] [66] Presque tous les cas étudiés de camouflage, de mimétisme et de polymorphisme ont montré de forts effets de sélection. [67]

La force de sélection peut être beaucoup plus forte que ne le pensaient les premiers généticiens des populations. La résistance aux pesticides a augmenté rapidement. Résistance à warfarine chez les rats bruns (Rattus norvegicus) a augmenté rapidement car ceux qui ont survécu constituaient de plus en plus la population. Les recherches ont montré qu'en l'absence de warfarine, l'homozygote résistant était désavantagé de 54 % par rapport à l'homozygote de type sauvage normal. [60] p182 [68] Ce grand inconvénient a été rapidement surmonté par la sélection de warfarine la résistance.

Les mammifères ne peuvent normalement pas boire de lait à l'âge adulte, mais les humains sont une exception. Le lait est digéré par l'enzyme lactase, qui s'éteint lorsque les mammifères cessent de prendre le lait de leur mère. La capacité humaine à boire du lait pendant la vie adulte est soutenue par une mutation de lactase qui empêche cette extinction. Les populations humaines présentent une forte proportion de cette mutation partout où le lait est important dans l'alimentation. La diffusion de cette « tolérance au lait » est favorisée par la sélection naturelle, car elle aide les gens à survivre là où le lait est disponible. Des études génétiques suggèrent que les mutations les plus anciennes causant la persistance de la lactase n'ont atteint des niveaux élevés dans les populations humaines qu'au cours des dix mille dernières années. [69] [70] Par conséquent, la persistance de lactase est souvent citée comme un exemple d'évolution humaine récente. [71] [72] Comme la persistance de la lactase est génétique, mais que l'élevage est un trait culturel, il s'agit de la coévolution gène-culture. [73]

Adaptation Modifier

L'adaptation est l'un des phénomènes fondamentaux de la biologie. [74] Grâce au processus d'adaptation, un organisme devient mieux adapté à son habitat. [75]

L'adaptation est l'un des deux principaux processus qui expliquent la diversité des espèces que nous voyons en biologie. L'autre est la spéciation (division d'espèce ou cladogenèse). [76] [77] Un exemple préféré utilisé aujourd'hui pour étudier l'interaction de l'adaptation et de la spéciation est l'évolution des cichlidés dans les rivières et les lacs africains. [78] [79]

Lorsque les gens parlent d'adaptation, ils veulent souvent dire quelque chose qui aide un animal ou une plante à survivre. L'évolution de l'œil est l'une des adaptations les plus répandues chez les animaux. Un autre exemple est l'adaptation des dents des chevaux au broyage de l'herbe. Le camouflage est une autre adaptation, tout comme le mimétisme. Les animaux les mieux adaptés sont les plus susceptibles de survivre et de se reproduire avec succès (sélection naturelle).

Un parasite interne (comme une douve) est un bon exemple : il a une structure corporelle très simple, mais l'organisme est tout de même très adapté à son environnement particulier. De là, nous voyons que l'adaptation n'est pas seulement une question de traits visibles : chez de tels parasites, des adaptations critiques ont lieu dans le cycle de vie, qui est souvent assez complexe. [80]

Limitations Modifier

Toutes les caractéristiques d'un organisme ne sont pas des adaptations. [60] p251 Les adaptations ont tendance à refléter la vie passée d'une espèce. Si une espèce a récemment changé son mode de vie, une adaptation autrefois précieuse peut devenir inutile, et éventuellement devenir un vestige en déclin.

Les adaptations ne sont jamais parfaites. Il y a toujours des compromis entre les diverses fonctions et structures d'un corps. C'est l'organisme dans son ensemble qui vit et se reproduit, c'est donc l'ensemble complet des adaptations qui se transmet aux générations futures.

La dérive génétique et ses effets Modifier

Dans les populations, il existe des forces qui ajoutent de la variation à la population (comme une mutation) et des forces qui la suppriment. La dérive génétique est le nom donné aux changements aléatoires qui suppriment la variation d'une population. La dérive génétique élimine la variation au taux de 1/(2N) où N = taille de la population. [45] p29 C'est donc "une force évolutive très faible dans les grandes populations". [45] p55

La dérive génétique explique comment le hasard peut affecter l'évolution de manière étonnamment importante, mais uniquement lorsque les populations sont assez petites. Globalement, son action est de rendre les individus plus semblables les uns aux autres, et donc plus vulnérables à la maladie ou aux aléas de leur environnement.

  1. La dérive réduit la variation génétique dans les populations, réduisant potentiellement la capacité d'une population à survivre à de nouvelles pressions sélectives.
  2. La dérive génétique agit plus rapidement et a des résultats plus drastiques dans les petites populations. Les petites populations disparaissent généralement.
  3. La dérive génétique peut contribuer à la spéciation, si le petit groupe survit.
  4. Événements de goulot d'étranglement : lorsqu'une grande population est soudainement et considérablement réduite en taille par un événement, la variété génétique sera considérablement réduite. Les infections et les événements climatiques extrêmes sont des causes fréquentes. Parfois, les invasions d'espèces plus compétitives peuvent être dévastatrices. [81]
    ♦ Dans les années 1880/90, la chasse a réduit l'éléphant de mer du Nord à seulement 20 individus environ. Bien que la population ait rebondi, sa variabilité génétique est bien inférieure à celle de l'éléphant de mer du Sud.
    Les guépards ont très peu de variation. Nous pensons que l'espèce a été réduite à un petit nombre récemment. Parce qu'il manque de variation génétique, il est en danger de maladies infectieuses. [82]
  5. Événements fondateurs : ils se produisent lorsqu'un petit groupe s'élargit à partir d'une population plus importante. Le petit groupe vit alors séparément de la population principale. L'espèce humaine est souvent citée comme ayant traversé de telles étapes. Par exemple, lorsque des groupes ont quitté l'Afrique pour s'installer ailleurs (voir évolution humaine). Apparemment, nous avons moins de variation que ce que l'on pourrait attendre de notre distribution mondiale.
    Les groupes qui arrivent sur des îles éloignées du continent sont également de bons exemples. Ces groupes, en raison de leur petite taille, ne peuvent pas porter la gamme complète des allèles que l'on trouve dans la population parentale. [83][84]

Espèce Modifier

La façon dont les espèces se forment est une partie importante de la biologie évolutive. Darwin a interprété « l'évolution » (un mot qu'il n'a pas utilisé au début) comme étant une question de spéciation. C'est pourquoi il a appelé son célèbre livre À propos de l'origine des espèces.

Darwin pensait que la plupart des espèces provenaient directement d'espèces préexistantes. C'est appelé anagenèse: nouvelles espèces par des espèces plus anciennes qui changent. Maintenant, nous pensons que la plupart des espèces résultent de la division d'espèces précédentes : cladogenèse. [85] [86]

Fractionnement des espèces Modifier

Deux groupes qui commencent de la même manière peuvent aussi devenir très différents s'ils vivent dans des endroits différents. Lorsqu'une espèce est divisée en deux régions géographiques, un processus démarre. Chacun s'adapte à sa situation. Après un certain temps, les individus d'un groupe ne peuvent plus se reproduire avec l'autre groupe. Deux bonnes espèces ont évolué à partir d'une seule.

Un explorateur allemand, Moritz Wagner, pendant ses trois années en Algérie dans les années 1830, a étudié les coléoptères incapables de voler. Chaque espèce est confinée à une partie de la côte nord entre les rivières qui descendent des montagnes de l'Atlas jusqu'à la Méditerranée. Dès que l'on traverse une rivière, une espèce différente mais étroitement apparentée apparaît. [87] Il écrira plus tard :

". une [nouvelle] espèce ne [surgira] que lorsque quelques individus [franchissent] les limites de leur aire de répartition. la formation d'une nouvelle race ne réussira jamais. sans une longue séparation continue des colons des autres membres de leur espèce". [88]

Ce fut un premier compte de l'importance de la séparation géographique. Un autre biologiste qui pensait que la séparation géographique était critique était Ernst Mayr. [89]

Un exemple de spéciation naturelle est l'épinoche à trois épines, un poisson de mer qui, après la dernière période glaciaire, a envahi l'eau douce et établi des colonies dans des lacs et des cours d'eau isolés. Sur environ 10 000 générations, les épinoches présentent de grandes différences, notamment des variations dans les nageoires, des changements dans le nombre ou la taille de leurs plaques osseuses, une structure de mâchoire variable et des différences de couleur. [90]

Les wombats d'Australie se répartissent en deux groupes principaux, les wombats communs et les wombats au nez poilu. Les deux types se ressemblent beaucoup, mis à part la pilosité de leur nez. Cependant, ils sont adaptés à des environnements différents. Les wombats communs vivent dans les zones boisées et mangent principalement des aliments verts avec beaucoup d'humidité. Ils se nourrissent souvent pendant la journée. Les wombats à nez poilu vivent dans des plaines chaudes et sèches où ils mangent de l'herbe sèche avec très peu d'eau ou de nutriments. Leur métabolisme est lent et ils dorment la majeure partie de la journée sous terre.

Lorsque deux groupes qui ont commencé de la même manière deviennent suffisamment différents, ils deviennent alors deux espèces différentes. Une partie de la théorie de l'évolution est que tous les êtres vivants ont commencé de la même manière, mais se sont ensuite divisés en différents groupes sur des milliards d'années. [91]

Ce fut un mouvement important dans la biologie évolutive, qui a commencé dans les années 1930 et s'est terminé dans les années 1950. [92] [93] Il a été mis à jour régulièrement depuis. La synthèse explique comment les idées de Charles Darwin correspondent aux découvertes de Gregor Mendel, qui a découvert comment nous héritons de nos gènes. La synthèse moderne a actualisé l'idée de Darwin. Il a comblé le fossé entre les différents types de biologistes : généticiens, naturalistes et paléontologues.

Lorsque la théorie de l'évolution a été développée, il n'était pas clair que la sélection naturelle et la génétique fonctionnaient ensemble. Mais Ronald Fisher a montré que la sélection naturelle fonctionnerait pour changer les espèces. [94] Sewall Wright a expliqué la dérive génétique en 1931. [95]

  • Évolution et génétique : l'évolution peut s'expliquer par ce que nous savons de la génétique et ce que nous voyons des animaux et des plantes vivant à l'état sauvage. [92][93]
  • Penser en termes de populations plutôt que d'individus est important.La variété génétique existant dans les populations naturelles est un facteur clé de l'évolution. [96]
  • Évolution et fossiles : les mêmes facteurs qui agissent aujourd'hui ont également agi dans le passé. [97]
  • Gradualisme : l'évolution est graduelle et se fait généralement par petites étapes. Il existe quelques exceptions à cela, notamment la polyploïdie, en particulier chez les plantes. [98][99]
  • Sélection naturelle : la lutte pour l'existence des animaux et des plantes à l'état sauvage provoque la sélection naturelle. La force de la sélection naturelle dans la nature était plus grande que même Darwin ne s'y attendait. [66]
  • La dérive génétique peut être importante dans les petites populations. [45]
  • Le taux d'évolution peut varier. Il existe de très bonnes preuves provenant des fossiles que différents groupes peuvent évoluer à des rythmes différents, et que différentes parties d'un animal peuvent évoluer à des rythmes différents. [60] p292, 397

Co-évolution Modifier

La co-évolution est l'endroit où l'existence d'une espèce est étroitement liée à la vie d'une ou plusieurs autres espèces.

Les adaptations nouvelles ou « améliorées » qui se produisent chez une espèce sont souvent suivies de l'apparition et de la propagation de caractéristiques apparentées chez l'autre espèce. La vie et la mort des êtres vivants sont intimement liées, non seulement à l'environnement physique, mais à la vie d'autres espèces.

Ces relations peuvent se poursuivre pendant des millions d'années, comme c'est le cas pour la pollinisation des plantes à fleurs par les insectes. [100] [101] Le contenu de l'intestin, les structures des ailes et les pièces buccales des coléoptères et des mouches fossilisés suggèrent qu'ils ont agi comme les premiers pollinisateurs. L'association entre les coléoptères et les angiospermes au cours du Crétacé inférieur a conduit à des radiations parallèles d'angiospermes et d'insectes dans le Crétacé supérieur. L'évolution des nectaires dans les fleurs du Crétacé supérieur signale le début du mutualisme entre hyménoptères et angiospermes. [102]

Arbre de vie Modifier

Charles Darwin a été le premier à utiliser cette métaphore en biologie. Les arbre évolutif montre les relations entre les divers groupes biologiques. Il comprend des données provenant d'analyses d'ADN, d'ARN et de protéines. Le travail de l'arbre de vie est un produit de l'anatomie comparative traditionnelle, de l'évolution moléculaire moderne et de la recherche sur l'horloge moléculaire.

La figure majeure de cet ouvrage est Carl Woese, qui a défini les Archées, le troisième domaine (ou royaume) de la vie. [103] Vous trouverez ci-dessous une version simplifiée de la compréhension actuelle. [104]

Macroévolution Modifier

Macroévolution : l'étude des changements au-dessus du niveau de l'espèce, et comment ils se produisent. Les données de base pour une telle étude sont les fossiles (paléontologie) et la reconstitution d'environnements anciens. Quelques sujets dont l'étude relève du domaine de la macroévolution :

  • Rayonnement adaptatif, comme l'explosion cambrienne.
  • L'évolution de la biodiversité au fil du temps.
  • Des extinctions massives. et les taux d'extinction.
  • Le débat entre équilibre ponctué et gradualisme.
  • Le rôle du développement dans la formation de l'évolution : les gènes hétérochronie hox.
  • Origine des grandes catégories : origine des œufs cléidoïques des oiseaux.

C'est un terme de commodité : pour la plupart des biologistes, il ne suggère aucun changement dans le processus d'évolution. [4] [105] [106] p87 Pour certains paléontologues, ce qu'ils voient dans les archives fossiles ne peut pas être expliqué uniquement par la synthèse évolutionniste gradualiste. [107] Ils sont minoritaires.

Altruisme et sélection de groupe Modifier

L'altruisme – la volonté de certains de se sacrifier pour les autres – est répandu chez les animaux sociaux. Comme expliqué ci-dessus, la prochaine génération ne peut venir que de ceux qui survivent et se reproduisent. Certains biologistes ont pensé que cela signifiait que l'altruisme ne pouvait pas évoluer par le processus normal de sélection. Au lieu de cela, un processus appelé « sélection de groupe » a été proposé. [108] [109] La sélection de groupe fait référence à l'idée que les allèles peuvent se fixer ou se propager dans une population en raison des avantages qu'ils confèrent aux groupes, quel que soit l'effet des allèles sur la fitness des individus au sein de ce groupe.

Depuis plusieurs décennies, les critiques jettent un sérieux doute sur la sélection de groupe en tant que mécanisme majeur de l'évolution. [110] [111] [112] [113]

Dans les cas simples, on voit tout de suite que la sélection traditionnelle suffit. Par exemple, si un frère se sacrifie pour trois frères et sœurs, la disposition génétique pour l'acte sera augmentée. En effet, les frères et sœurs partagent en moyenne 50 % de leur patrimoine génétique, et l'acte sacrificiel a conduit à une plus grande représentation des gènes dans la génération suivante.

L'altruisme est désormais généralement perçu comme émergeant de la sélection standard. [114] [115] [116] [117] [118] La note d'avertissement d'Ernst Mayr et le travail de William Hamilton sont tous deux importants pour cette discussion. [119] [120]

L'équation de Hamilton Modifier

L'équation de Hamilton décrit si oui ou non un gène du comportement altruiste se répandra dans une population. Le gène se propagera si rXb est supérieur à c:

Reproduction sexuée Modifier

Au début, la reproduction sexuée peut sembler désavantagée par rapport à la reproduction asexuée. Pour être avantageuse, la reproduction sexuée (fécondation croisée) doit surmonter un double inconvénient (il en faut deux pour se reproduire) et la difficulté de trouver un partenaire. Pourquoi, alors, le sexe est-il si presque universel chez les eucaryotes ? C'est l'une des questions les plus anciennes de la biologie. [121]

La réponse est donnée depuis l'époque de Darwin : parce que les populations sexuelles s'adaptent mieux aux circonstances changeantes. Une récente expérience en laboratoire suggère que c'est en effet la bonne explication. [122] [123]

"Lorsque les populations sont croisées [124], une recombinaison génétique se produit entre différents génomes parentaux. Cela permet aux mutations bénéfiques d'échapper aux allèles délétères sur son arrière-plan d'origine et de se combiner avec d'autres allèles bénéfiques qui apparaissent ailleurs dans la population. Dans les populations autofécondées [125], les individus sont en grande partie homozygotes et la recombinaison n'a aucun effet". [122]

Dans l'expérience principale, les vers nématodes ont été divisés en deux groupes. Un groupe était entièrement allogame, l'autre était entièrement autofécondé. Les groupes ont été soumis à un terrain accidenté et soumis à plusieurs reprises à un mutagène. [126] Après 50 générations, la population autofécondée a montré un déclin substantiel de la fitness (= survie), alors que la population d'allogamie n'a montré aucun déclin. C'est l'une des nombreuses études qui montrent que la sexualité a de réels avantages par rapport aux types de reproduction non sexués. [127]

Une activité importante est la sélection artificielle pour la domestication. C'est à ce moment-là que les gens choisissent les animaux à partir desquels se reproduire, en fonction de leurs caractéristiques. Les humains l'utilisent depuis des milliers d'années pour domestiquer les plantes et les animaux. [128]

Plus récemment, il est devenu possible d'utiliser le génie génétique. De nouvelles techniques telles que le « ciblage génique » sont désormais disponibles. Le but est d'insérer de nouveaux gènes ou d'éliminer d'anciens gènes du génome d'une plante ou d'un animal. Plusieurs prix Nobel ont déjà été décernés pour ce travail.

Cependant, le véritable objectif de l'étude de l'évolution est d'expliquer et d'aider notre compréhension de la biologie. Après tout, c'est la première bonne explication de la façon dont les êtres vivants sont devenus ce qu'ils sont. C'est une grande réussite. Les choses pratiques viennent principalement de la génétique, la science commencée par Gregor Mendel, et de la biologie moléculaire et cellulaire.

En 2010, la revue La nature a sélectionné 15 sujets comme « les joyaux de l'évolution ». C'étaient:

Gemmes des archives fossiles Modifier

  1. Ancêtres terrestres des baleines
  2. De l'eau à la terre (voir tétrapode)
  3. L'origine des plumes (voir origine des oiseaux)
  4. L'histoire évolutive des dents
  5. L'origine du squelette des vertébrés

Gemmes des habitats Modifier

    en spéciation
  1. Sélection naturelle chez les lézards
  2. Un cas de co-adaptation
  3. Dispersion différentielle chez les oiseaux sauvages
  4. Survie sélective chez les guppys sauvages
  5. L'histoire de l'évolution compte

Gemmes de processus moléculaires Modifier

  1. Les pinsons des Galapagos de Darwin rencontrent la résistance à la macroévolution chez les serpents et les palourdes par rapport à la stabilité
  • La nature est la plus ancienne revue hebdomadaire scientifique. Le lien se télécharge sous forme de fichier texte gratuit, avec des références. L'idée est de mettre l'information à disposition des enseignants. [129]

Débats sur le fait de l'évolution Modifier

L'idée que toute vie a évolué avait été proposée avant que Charles Darwin ne publie À propos de l'origine des espèces. Même aujourd'hui, certaines personnes discutent encore du concept d'évolution et de ce que cela signifie pour eux, leur philosophie et leur religion. L'évolution explique certaines choses sur notre nature humaine. [131] On parle aussi des implications sociales de l'évolution, par exemple en sociobiologie.

Certaines personnes ont la croyance religieuse que la vie sur Terre a été créée par un dieu. Afin de s'adapter à l'idée de l'évolution avec cette croyance, les gens ont utilisé des idées comme évolution guidée ou évolution théiste. Ils disent que l'évolution est réelle, mais qu'elle est guidée d'une certaine manière. [15] [132] [133] [134]

Il existe de nombreux concepts différents de évolution théiste. De nombreux créationnistes croient que le mythe de la création trouvé dans leur religion va à l'encontre de l'idée d'évolution. [135] Comme Darwin l'a réalisé, la partie la plus controversée de la pensée évolutionniste est ce qu'elle signifie pour les origines humaines.

Dans certains pays, notamment aux États-Unis, il existe des tensions entre les personnes qui acceptent l'idée d'évolution et celles qui ne l'acceptent pas. Le débat porte principalement sur la question de savoir si l'évolution doit être enseignée dans les écoles et de quelle manière cela doit être fait. [136]

D'autres domaines, comme la cosmologie [137] et les sciences de la terre [138] ne correspondent pas non plus aux écrits originaux de nombreux textes religieux. Ces idées étaient autrefois aussi farouchement opposées. La mort pour hérésie a été menacée à ceux qui ont écrit contre l'idée que la Terre était le centre de l'univers.

La biologie évolutive est une idée plus récente. Certains groupes religieux s'opposent à l'idée d'évolution plus que d'autres groupes religieux. Par exemple, l'Église catholique romaine a maintenant la position suivante sur l'évolution : le pape Pie XII a dit dans son encyclique Humani Generis publié dans les années 50 :

« L'Église n'interdit pas que (. ) recherches et discussions (..) aient lieu à propos de la doctrine de l'évolution, dans la mesure où elle s'enquiert de l'origine du corps humain comme provenant de la matière préexistante et vivante, " Pape Pie XII Humani Generis [139]

Le pape Jean-Paul II a mis à jour cette position en 1996. Il a déclaré que l'évolution était « plus qu'une hypothèse » :

« Dans son encyclique Humani Generis, mon prédécesseur Pie XII a déjà [dit] qu'il n'y a pas de conflit entre l'évolution et la doctrine de la foi concernant l'homme et sa vocation. (. ) Aujourd'hui, plus d'un demi-siècle après (.. ) cette encyclique, de nouvelles découvertes nous amènent à reconnaître l'évolution comme plus qu'une hypothèse. En fait, il est remarquable que cette théorie ait eu une influence de plus en plus grande sur l'esprit des chercheurs, à la suite d'une série de découvertes dans différentes disciplines savantes " Le pape Jean-Paul II s'adressant à l'Académie pontificale des sciences [140]

La Communion anglicane ne s'oppose pas non plus au récit scientifique de l'évolution.

Utiliser l'évolution à d'autres fins Modifier

Beaucoup de ceux qui ont accepté l'évolution ne s'intéressaient pas beaucoup à la biologie. Ils étaient intéressés à utiliser la théorie pour soutenir leurs propres idées sur la société.

Racisme Modifier

Certaines personnes ont essayé d'utiliser l'évolution pour soutenir le racisme. Les personnes voulant justifier le racisme prétendaient que certains groupes, comme les Noirs, étaient inférieurs. Dans la nature, certains animaux survivre mieux que d'autres, et cela conduit à des animaux mieux adaptés à leur situation. Avec des groupes humains de différentes parties du monde, tout ce que l'évolution peut dire, c'est que chaque groupe est probablement bien adapté à sa situation d'origine. L'évolution ne porte aucun jugement sur le meilleur ou le pire. Cela fait ne pas dire que tout groupe humain est supérieur à tout autre. [141]

Eugénisme Modifier

L'idée d'eugénisme était assez différente. Deux choses avaient été remarquées dès le XVIIIe siècle. L'un était le grand succès des agriculteurs dans l'élevage du bétail et des plantes cultivées. Ils l'ont fait en sélectionnant quels animaux ou plantes produiraient la prochaine génération (sélection artificielle). L'autre observation était que les personnes de la classe inférieure avaient plus d'enfants que les personnes de la classe supérieure. Si (et c'est un grand si) les classes supérieures étaient là le mérite, alors leur manque d'enfants était exactement l'inverse de ce qui devrait se passer. Une reproduction plus rapide dans les classes inférieures conduirait à l'aggravation de la société.

L'idée d'améliorer l'espèce humaine par la reproduction sélective s'appelle l'eugénisme. Le nom a été proposé par Francis Galton, un scientifique brillant qui voulait faire le bien. [142] Il a dit que le stock humain (pool génétique) devrait être amélioré par des politiques d'élevage sélectif. Cela signifierait que ceux qui étaient considérés comme de "bonnes souches" recevraient une récompense s'ils se reproduisaient. Cependant, d'autres personnes ont suggéré que les personnes considérées comme "mauvaise souche" devraient subir une stérilisation obligatoire, des tests prénatals et un contrôle des naissances. Le gouvernement nazi allemand (1933-1945) a utilisé l'eugénisme comme couverture pour ses politiques raciales extrêmes, avec des résultats épouvantables. [143]

Le problème avec l'idée de Galton est de savoir comment décider quelles fonctionnalités sélectionner. Il y a tellement de compétences différentes que les gens pourraient avoir, vous ne pourriez pas vous mettre d'accord qui était "une bonne action" et qui était une "mauvaise action". Il y avait un peu plus d'accord sur qui devrait ne pas être reproducteur. Plusieurs pays ont adopté des lois pour la stérilisation obligatoire des groupes indésirables. [144] La plupart de ces lois ont été adoptées entre 1900 et 1940. Après la Seconde Guerre mondiale, le dégoût de ce que les nazis avaient fait a écrasé toutes les tentatives d'eugénisme.

Conception d'algorithmes Modifier

Certaines équations peuvent être résolues à l'aide d'algorithmes qui simulent l'évolution. Les algorithmes évolutionnaires fonctionnent comme ça.

Darwinisme social Modifier

Un autre exemple d'utilisation des idées sur l'évolution pour soutenir l'action sociale est le darwinisme social. Le darwinisme social est un terme donné aux idées du philosophe social du 19ème siècle Herbert Spencer. Spencer croyait que le la survie du plus fort pourrait et devrait s'appliquer au commerce et aux sociétés humaines dans leur ensemble.

Encore une fois, certaines personnes ont utilisé ces idées pour prétendre que le racisme et des politiques économiques impitoyables étaient justifiés. [145] Aujourd'hui, la plupart des biologistes et philosophes disent que la théorie de l'évolution ne doit pas être appliquée à la politique sociale. [146] [147]

Controverse Modifier

Certaines personnes ne sont pas d'accord avec l'idée d'évolution. Ils sont en désaccord avec elle pour un certain nombre de raisons. Le plus souvent, ces raisons sont influencées ou basées sur leurs croyances religieuses. Les gens qui ne sont pas d'accord avec l'évolution croient généralement au créationnisme ou à la conception intelligente.

Malgré cela, l'évolution est l'une des théories les plus réussies de la science. Les gens ont découvert qu'il était utile pour différents types de recherche. Aucune des autres suggestions n'explique également les choses, telles que les archives fossiles. Ainsi, pour presque tous les scientifiques, l'évolution ne fait aucun doute. [148] [149] [150] [151]


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