L'évolution des espèces en 3ᵉ : cours, exercices et méthode pour le brevet

Comprendre ce qui évolue vraiment

L’évolution biologique correspond à une transformation des populations d’êtres vivants au cours des générations. Elle ne signifie pas qu’un individu se transforme volontairement pendant sa vie pour s’adapter. Un individu naît, vit et meurt avec ses caractères, même si certains peuvent être modifiés par son environnement, comme un muscle entraîné ou une cicatrice. En revanche, une population peut changer si les individus qui la composent ne transmettent pas tous les mêmes versions de leurs gènes à leur descendance. Les caractères héréditaires sont déterminés en partie par l’ADN, organisé en chromosomes. Pour un même gène, plusieurs versions peuvent exister : ce sont des allèles. Cette diversité génétique explique qu’au sein d’une même espèce, les individus ne soient pas tous identiques. Une mutation est une modification aléatoire de l’ADN. Si elle touche une cellule à l’origine des cellules reproductrices, elle peut être transmise. Elle peut créer un nouvel allèle et donc participer à la diversité génétique. Les mutations ne sont ni provoquées par un besoin ni orientées vers un but. Leur apparition est aléatoire ; leur devenir ne l’est pas forcément. Une espèce est généralement définie comme un ensemble d’individus capables de se reproduire entre eux et d’avoir une descendance fertile. Cette définition est utile pour les êtres vivants actuels, mais elle est difficile à appliquer aux fossiles, car on ne peut pas tester leur reproduction. Retiens ton plan de jeu : diversité entre les individus, transmission des caractères, reproduction sur de nombreuses générations. C’est à cette échelle que l’évolution se déroule.

Les indices qui permettent de reconstituer l’histoire du vivant

Fossile, espèce disparue et biodiversité

Lire un arbre de parenté sans tomber dans le piège

• Un arbre de parenté représente des liens de parenté entre des groupes d’êtres vivants. Il ne classe pas les espèces du plus simple au plus perfectionné : toutes les espèces actuelles ont eu le même temps pour évoluer depuis leur ancêtre commun.
• Chaque nœud de l’arbre représente un ancêtre commun hypothétique : il correspond à une population ancestrale, et non forcément à un individu identifiable ni à une espèce fossile connue. Plus l’ancêtre commun de deux groupes est récent sur l’arbre, plus ces groupes sont proches parents.
• Pour comparer deux espèces, repère le premier nœud qu’elles partagent en remontant leurs branches. Ne compare pas la longueur apparente des branches, sauf si le document précise qu’elle représente une durée ou un nombre de changements.
• Un caractère placé sur une branche est apparu chez l’ancêtre situé après ce point et a été transmis à ses descendants, sauf perte ou transformation ultérieure signalée par le document.
• Deux espèces actuelles placées côte à côte ne sont pas l’ancêtre et le descendant l’une de l’autre. Elles partagent un ancêtre commun. Cette phrase est attendue dans une réponse rigoureuse.
• Pour construire un arbre simple, utilise des caractères partagés et hérités. Regroupe d’abord les êtres vivants qui possèdent le plus de caractères communs nouveaux. Un caractère ancien, présent dans tous les groupes étudiés, ne permet pas à lui seul de distinguer des parentés proches.

La sélection naturelle : un mécanisme à expliquer avec précision

La sélection naturelle intervient seulement si plusieurs conditions sont réunies. D’abord, les individus d’une population présentent des variations. Ensuite, une partie de ces variations est héréditaire : elle peut être transmise aux descendants. Enfin, dans un milieu donné, certains individus ont davantage de chances de survivre et surtout de se reproduire. Ils laissent alors, en moyenne, plus de descendants. Les allèles associés à leurs caractères deviennent progressivement plus fréquents dans la population. Le milieu ne choisit pas consciemment : il exerce une contrainte. Une coloration qui rend un insecte moins visible peut constituer un avantage face à un prédateur ; un bec mieux adapté à une ressource alimentaire peut favoriser l’accès à cette ressource. Mais un caractère avantageux dans un milieu peut devenir défavorable si le milieu change. Il n’existe donc pas de caractère absolument supérieur. Pour rédiger une explication complète, enchaîne toujours quatre idées : il existe une variation héréditaire ; le milieu favorise davantage certains individus ; ces individus se reproduisent plus ; le caractère devient plus fréquent au fil des générations. Attention au mot « adaptation ». En SVT, une adaptation peut désigner un caractère qui augmente les chances de survie et de reproduction dans un contexte donné. Ne dis pas qu’un animal « décide de s’adapter » parce qu’il en a besoin. Les variations apparaissent avant la sélection. La sélection naturelle trie, génération après génération, une diversité déjà présente ou produite par des mutations.

Diversification, isolement et grandes étapes de l’histoire de la vie

L’évolution peut conduire à la formation de nouvelles espèces : c’est la spéciation. Elle devient possible lorsqu’une population est séparée en groupes qui ne se reproduisent plus entre eux, par exemple après la mise en place d’un obstacle géographique ou par une différence durable de comportement reproducteur. Dans chaque groupe, les mutations, la sélection naturelle et le hasard des reproductions font évoluer les fréquences des allèles. Avec le temps, les différences peuvent devenir si importantes que les individus des deux groupes ne peuvent plus avoir de descendance fertile ensemble. Il y a alors deux espèces. Le hasard peut aussi intervenir, notamment lorsqu’un petit groupe fonde une nouvelle population : certains allèles deviennent fréquents ou rares sans procurer d’avantage particulier. On parle de dérive génétique. Elle est surtout marquée lorsque l’effectif est faible. L’histoire de la vie est ponctuée d’apparitions de groupes nouveaux, de diversifications et d’extinctions. Les premiers êtres vivants, microscopiques et vivant dans l’eau, sont attestés vers 3,5 milliards d’années. Des organismes réalisant la photosynthèse ont ensuite contribué à enrichir l’atmosphère en dioxygène, surtout à partir d’environ 2,4 milliards d’années. Les premiers animaux apparaissent bien plus tard, vers 600 millions d’années, puis une forte diversification des êtres vivants marins se produit vers 540 millions d’années. Les végétaux et les animaux colonisent progressivement les continents à partir d’environ 470 millions d’années. Les dinosaures non aviens disparaissent lors d’une crise biologique majeure il y a 66 millions d’années ; les mammifères se diversifient ensuite fortement. Ces dates sont des repères approximatifs : sur une frise, lis toujours l’unité et l’échelle. Dans une série de couches sédimentaires non déformées, la couche la plus basse est la plus ancienne et la couche la plus haute est la plus récente. Pour situer un fossile, place-le donc dans l’ordre des couches avant de le relier à un repère daté fourni par le document. Finale brevet : une réponse scientifique s’appuie sur le document, nomme le mécanisme et explique ses conséquences sur une population.