chapitre 24 L’origine des espèces
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Réponses du chapitRe 24
Questions des figures
Figure24.10 Les chercheurs ont procédé ainsi pour éliminer la possibilité que les mouches puissent différencier leurs partenaires potentiels
en détectant la nourriture qu’ils mangeaient à l’état de larves. Si les chercheurs ne l’avaient pas fait, la forte préférence des « mouches à amidon »
et des « mouches à maltose » pour l’accouplement avec des mouches
adaptées à la même nourriture aurait pu s’expliquer par le simple fait
qu’elles pouvaient détecter (grâce à leur odorat, par exemple) ce que leurs
partenaires potentiels avaient mangé quand ils étaient à l’état larvaire
– et qu’elles préféraient s’accoupler avec des mouches dont l’odorat
permettait de sentir les mêmes odeurs qu’elles. Figure24.12De tels
résultats laisseraient croire que le choix des partenaires selon leur coloration n’est pas une barrière reproductive entre ces deux espèces de Cichlidés.
Figure24.13Le graphique indique en effet que le flux génétique a
permis à certains allèles du sonneur à ventre de feu (Bombina bombina)
de se propager dans le territoire du sonneur à ventre jaune (Bombina
variegata). Sinon, les fréquences alléliques de tous les individus à gauche
de la portion « zone hybride » du graphique se situeraient près de 1,0.
Figure24.14Comme les populations viennent juste de commencer à
diverger, il est probable que toute barrière reproductive existante s’affaiblirait avec le temps. Figure24.19Cette autre explication ne tient pas.
Avec le temps, les chromosomes des hybrides expérimentaux ont fini
par ressembler à ceux de H. anomalus. Ce phénomène s’est produit même
si les conditions environnementales du laboratoire différaient considérablement de celles du milieu naturel où l’on trouve H. anomalus.
Il s’ensuit que la sélection en fonction des conditions environnementales
du laboratoire n’était pas forte ; il est donc improbable qu’elle explique
la plus grande fertilité observée chez les hybrides expérimentaux.
Figure24.20La présence de plants de M. cardinalis porteurs de l’allèle
yup de M. lewisii rendrait plus probable le transfert de pollen entre les
deux espèces de mimules par les bourdons. On s’attendrait donc à ce
que le nombre de descendants hybrides augmente.
retour sur le concept 24.1
1. (a) À part le concept biologique de l’espèce, tous les concepts de l’espèce
peuvent s’appliquer à la fois aux espèces sexuées et asexuées, car ils
définissent les espèces à partir de caractéristiques autres que la capacité
de se reproduire. (b) Le concept de l’espèce le plus facile à appliquer sur
le terrain est le concept morphologique, car il repose uniquement sur
l’apparence de l’organisme. Il n’est pas nécessaire de recueillir des données sur les habitudes écologiques, l’histoire évolutive et la reproduction.
2.Comme les Oiseaux vivent dans un environnement relativement
semblable et s’accouplent facilement en captivité, la barrière reproductive
qui existe dans la nature est forcément prézygotique. Étant donné que
les deux espèces ont une préférence pour différents habitats, la barrière
reproductive est sans doute l’isolement écologique.
retour sur le concept 24.2
1. Dans la spéciation allopatrique, une nouvelle espèce se forme quand
elle est isolée géographiquement de son espèce mère ; dans la spéciation
sympatrique, une nouvelle espèce se forme en l’absence d’isolement
géographique. L’isolement géographique réduit considérablement le flux
génétique entre populations ; un flux génétique continu est plus probable
dans les populations sympatriques. La spéciation sympatrique est donc
plus rare que la spéciation allopatrique. 2. Divers facteurs peuvent
réduire le flux génétique entre des sous-groupes d’une population qui
vivent dans le même lieu. Chez certaines espèces – surtout végétales –,
des changements du nombre de chromosomes peuvent bloquer le flux
génétique et instaurer l’isolement reproductif en une seule génération.
Dans les populations sympatriques, le flux génétique peut aussi être réduit
par la différenciation des habitats (comme dans le cas de la larve de la
mouche) et par la sélection sexuelle (comme dans le cas des Cichlidés
du lac Victoria). 3. La spéciation allopatrique serait moins susceptible
de se produire sur une île voisine du continent que sur une île isolée de
la même taille. En effet, le flux génétique continuel entre les populations
du continent et celles d’une île relativement proche réduit la probabilité
d’une divergence génétique suffisante pour entraîner une spéciation
allopatrique. 4.Si tous les chromosomes homologues n’ont pas réussi
à se séparer au cours de l’anaphase I de la méiose, certains gamètes se
retrouveront avec un jeu de chromosomes en surnombre (et d’autres,
sans chromosomes). Si un gamète avec un jeu de chromosomes en surnombre fusionne avec un gamète normal, il en résultera un triploïde ;
si deux gamètes avec un jeu de chromosomes en surnombre fusionnent,
il en résultera un tétraploïde.
retour sur le concept 24.3
1. Les zones hybrides sont des régions où les membres d’espèces différentes se rencontrent et s’accouplent, produisant une descendance mixte.
Les zones hybrides sont des « laboratoires naturels » pour l’étude de la
spéciation parce que les scientifiques peuvent y observer directement les
facteurs qui causent (ou ne causent pas) l’isolement reproductif. 2. (a) Il peut
y avoir renforcement si les descendants hybrides survivent et sont peu
nombreux à se reproduire, comparativement aux descendants des partenaires intraspécifiques. Le cas échéant, la sélection naturelle consoliderait
les barrières reproductives prézygotiques entre les espèces parentales,
ce qui réduirait la production d’hybrides fragiles et finirait par entraîner
l’achèvement du processus de spéciation. (b) Si les descendants hybrides
survivent et se reproduisent aussi bien que les descendants des partenaires
intraspécifiques, les accouplements survenant indifféremment entre
les espèces parentales entraîneraient la production d’un grand nombre
de descendants hybrides. Comme ces hybrides s’accouplent entre eux et
avec des membres des deux espèces parentales, les patrimoines génétiques
de celles-ci finiraient par fusionner, ce qui renverserait le processus
de spéciation.
retour sur le concept 24.4
1.La durée des phénomènes de spéciation comprend (1) le temps qu’il
faut aux populations d’une espèce nouvellement formée pour commencer
à diverger sur le plan reproductif ; et (2) le temps écoulé entre le début
de la divergence et l’achèvement de la spéciation. Même si la spéciation
peut se produire relativement rapidement une fois que les populations
ont commencé à diverger, il peut s’écouler des millions d’années avant
que cette divergence s’amorce. 2. Les chercheurs ont transféré des allèles
du locus yup (qui influe sur la couleur des fleurs) de chacune des espèces
parentales à l’autre. Les plants de M. lewisii avec un allèle yup de M. cardinalis ont reçu beaucoup plus de visites de colibris que la normale ; habituellement, les colibris pollinisent M. cardinalis, mais évitent M. lewisii.
De même, les plants de M. cardinalis portant un allèle yup de M. lewisii
ont reçu beaucoup plus de visites de bourdons que la normale ; d’habitude, les bourdons pollinisent M. lewisii et évitent M. cardinalis. Par
conséquent, les allèles au locus yup peuvent influer sur le choix du pollinisateur, un facteur qui, chez ces espèces, est la principale barrière aux
croisements interspécifiques. Néanmoins, cette expérience ne prouve pas
que le locus yup régit à lui seul les barrières reproductives entre M. lewisii
et M. cardinalis. En effet, d’autres gènes peuvent renforcer son influence
(en modifiant la couleur des fleurs) ou dresser des barrières reproductives
entièrement différentes (l’isolement gamétique ou une barrière
postzygotique, par exemple). 3.L’enjambement. Sans enjambement,
chaque chromosome d’un hybride expérimental resterait tel qu’il était
dans la génération F 1 , c’est-à-dire entièrement composé d’ADN de l’une
ou l’autre des espèces parentales.
Questions du résumé des concepts clés
24.1Selon le concept biologique de l’espèce, une espèce est un groupe
de populations dont les membres s’accouplent entre eux et produisent
des descendants viables et féconds ; le flux génétique circule entre ces populations d’une même espèce. En revanche, il ne peut y avoir d’accouplement entre les membres d’espèces différentes ; il n’y a aucun flux génétique
entre leurs populations. Somme toute, selon le concept biologique
de l’espèce, c’est cette absence de flux génétique qui caractérise l’espèce.
Ce concept est donc fortement marqué par l’importance accordée au flux
génétique. 24.2 La spéciation sympatrique peut être favorisée par
des facteurs entraînant la réduction du flux génétique entre les souspopulations d’une plus grande population. Ces facteurs sont notamment
la polyploïdie, la différenciation des habitats et la sélection sexuelle. Mais
de tels facteurs peuvent aussi intervenir dans des populations allopatriques, donc favoriser également la spéciation allopatrique. 24.3 Si la
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Réponses du chapitRe 24
Questions des figures
Figure24.10 Les chercheurs ont procédé ainsi pour éliminer la possibilité que les mouches puissent différencier leurs partenaires potentiels
en détectant la nourriture qu’ils mangeaient à l’état de larves. Si les chercheurs ne l’avaient pas fait, la forte préférence des « mouches à amidon »
et des « mouches à maltose » pour l’accouplement avec des mouches
adaptées à la même nourriture aurait pu s’expliquer par le simple fait
qu’elles pouvaient détecter (grâce à leur odorat, par exemple) ce que leurs
partenaires potentiels avaient mangé quand ils étaient à l’état larvaire
– et qu’elles préféraient s’accoupler avec des mouches dont l’odorat
permettait de sentir les mêmes odeurs qu’elles. Figure24.12De tels
résultats laisseraient croire que le choix des partenaires selon leur coloration n’est pas une barrière reproductive entre ces deux espèces de Cichlidés.
Figure24.13Le graphique indique en effet que le flux génétique a
permis à certains allèles du sonneur à ventre de feu (Bombina bombina)
de se propager dans le territoire du sonneur à ventre jaune (Bombina
variegata). Sinon, les fréquences alléliques de tous les individus à gauche
de la portion « zone hybride » du graphique se situeraient près de 1,0.
Figure24.14Comme les populations viennent juste de commencer à
diverger, il est probable que toute barrière reproductive existante s’affaiblirait avec le temps. Figure24.19Cette autre explication ne tient pas.
Avec le temps, les chromosomes des hybrides expérimentaux ont fini
par ressembler à ceux de H. anomalus. Ce phénomène s’est produit même
si les conditions environnementales du laboratoire différaient considérablement de celles du milieu naturel où l’on trouve H. anomalus.
Il s’ensuit que la sélection en fonction des conditions environnementales
du laboratoire n’était pas forte ; il est donc improbable qu’elle explique
la plus grande fertilité observée chez les hybrides expérimentaux.
Figure24.20La présence de plants de M. cardinalis porteurs de l’allèle
yup de M. lewisii rendrait plus probable le transfert de pollen entre les
deux espèces de mimules par les bourdons. On s’attendrait donc à ce
que le nombre de descendants hybrides augmente.
retour sur le concept 24.1
1. (a) À part le concept biologique de l’espèce, tous les concepts de l’espèce
peuvent s’appliquer à la fois aux espèces sexuées et asexuées, car ils
définissent les espèces à partir de caractéristiques autres que la capacité
de se reproduire. (b) Le concept de l’espèce le plus facile à appliquer sur
le terrain est le concept morphologique, car il repose uniquement sur
l’apparence de l’organisme. Il n’est pas nécessaire de recueillir des données sur les habitudes écologiques, l’histoire évolutive et la reproduction.
2.Comme les Oiseaux vivent dans un environnement relativement
semblable et s’accouplent facilement en captivité, la barrière reproductive
qui existe dans la nature est forcément prézygotique. Étant donné que
les deux espèces ont une préférence pour différents habitats, la barrière
reproductive est sans doute l’isolement écologique.
retour sur le concept 24.2
1. Dans la spéciation allopatrique, une nouvelle espèce se forme quand
elle est isolée géographiquement de son espèce mère ; dans la spéciation
sympatrique, une nouvelle espèce se forme en l’absence d’isolement
géographique. L’isolement géographique réduit considérablement le flux
génétique entre populations ; un flux génétique continu est plus probable
dans les populations sympatriques. La spéciation sympatrique est donc
plus rare que la spéciation allopatrique. 2. Divers facteurs peuvent
réduire le flux génétique entre des sous-groupes d’une population qui
vivent dans le même lieu. Chez certaines espèces – surtout végétales –,
des changements du nombre de chromosomes peuvent bloquer le flux
génétique et instaurer l’isolement reproductif en une seule génération.
Dans les populations sympatriques, le flux génétique peut aussi être réduit
par la différenciation des habitats (comme dans le cas de la larve de la
mouche) et par la sélection sexuelle (comme dans le cas des Cichlidés
du lac Victoria). 3. La spéciation allopatrique serait moins susceptible
de se produire sur une île voisine du continent que sur une île isolée de
la même taille. En effet, le flux génétique continuel entre les populations
du continent et celles d’une île relativement proche réduit la probabilité
d’une divergence génétique suffisante pour entraîner une spéciation
allopatrique. 4.Si tous les chromosomes homologues n’ont pas réussi
à se séparer au cours de l’anaphase I de la méiose, certains gamètes se
retrouveront avec un jeu de chromosomes en surnombre (et d’autres,
sans chromosomes). Si un gamète avec un jeu de chromosomes en surnombre fusionne avec un gamète normal, il en résultera un triploïde ;
si deux gamètes avec un jeu de chromosomes en surnombre fusionnent,
il en résultera un tétraploïde.
retour sur le concept 24.3
1. Les zones hybrides sont des régions où les membres d’espèces différentes se rencontrent et s’accouplent, produisant une descendance mixte.
Les zones hybrides sont des « laboratoires naturels » pour l’étude de la
spéciation parce que les scientifiques peuvent y observer directement les
facteurs qui causent (ou ne causent pas) l’isolement reproductif. 2. (a) Il peut
y avoir renforcement si les descendants hybrides survivent et sont peu
nombreux à se reproduire, comparativement aux descendants des partenaires intraspécifiques. Le cas échéant, la sélection naturelle consoliderait
les barrières reproductives prézygotiques entre les espèces parentales,
ce qui réduirait la production d’hybrides fragiles et finirait par entraîner
l’achèvement du processus de spéciation. (b) Si les descendants hybrides
survivent et se reproduisent aussi bien que les descendants des partenaires
intraspécifiques, les accouplements survenant indifféremment entre
les espèces parentales entraîneraient la production d’un grand nombre
de descendants hybrides. Comme ces hybrides s’accouplent entre eux et
avec des membres des deux espèces parentales, les patrimoines génétiques
de celles-ci finiraient par fusionner, ce qui renverserait le processus
de spéciation.
retour sur le concept 24.4
1.La durée des phénomènes de spéciation comprend (1) le temps qu’il
faut aux populations d’une espèce nouvellement formée pour commencer
à diverger sur le plan reproductif ; et (2) le temps écoulé entre le début
de la divergence et l’achèvement de la spéciation. Même si la spéciation
peut se produire relativement rapidement une fois que les populations
ont commencé à diverger, il peut s’écouler des millions d’années avant
que cette divergence s’amorce. 2. Les chercheurs ont transféré des allèles
du locus yup (qui influe sur la couleur des fleurs) de chacune des espèces
parentales à l’autre. Les plants de M. lewisii avec un allèle yup de M. cardinalis ont reçu beaucoup plus de visites de colibris que la normale ; habituellement, les colibris pollinisent M. cardinalis, mais évitent M. lewisii.
De même, les plants de M. cardinalis portant un allèle yup de M. lewisii
ont reçu beaucoup plus de visites de bourdons que la normale ; d’habitude, les bourdons pollinisent M. lewisii et évitent M. cardinalis. Par
conséquent, les allèles au locus yup peuvent influer sur le choix du pollinisateur, un facteur qui, chez ces espèces, est la principale barrière aux
croisements interspécifiques. Néanmoins, cette expérience ne prouve pas
que le locus yup régit à lui seul les barrières reproductives entre M. lewisii
et M. cardinalis. En effet, d’autres gènes peuvent renforcer son influence
(en modifiant la couleur des fleurs) ou dresser des barrières reproductives
entièrement différentes (l’isolement gamétique ou une barrière
postzygotique, par exemple). 3.L’enjambement. Sans enjambement,
chaque chromosome d’un hybride expérimental resterait tel qu’il était
dans la génération F 1 , c’est-à-dire entièrement composé d’ADN de l’une
ou l’autre des espèces parentales.
Questions du résumé des concepts clés
24.1Selon le concept biologique de l’espèce, une espèce est un groupe
de populations dont les membres s’accouplent entre eux et produisent
des descendants viables et féconds ; le flux génétique circule entre ces populations d’une même espèce. En revanche, il ne peut y avoir d’accouplement entre les membres d’espèces différentes ; il n’y a aucun flux génétique
entre leurs populations. Somme toute, selon le concept biologique
de l’espèce, c’est cette absence de flux génétique qui caractérise l’espèce.
Ce concept est donc fortement marqué par l’importance accordée au flux
génétique. 24.2 La spéciation sympatrique peut être favorisée par
des facteurs entraînant la réduction du flux génétique entre les souspopulations d’une plus grande population. Ces facteurs sont notamment
la polyploïdie, la différenciation des habitats et la sélection sexuelle. Mais
de tels facteurs peuvent aussi intervenir dans des populations allopatriques, donc favoriser également la spéciation allopatrique. 24.3 Si la