mardi 21 février 2017

Le Pizzly




 

 

« En 2006, un ours blanc portant des tâches brunes est tué par un chasseur américain. Après analyse de son ADN, il s'avère qu'il s'agit d'un hybride entre l'ours polaire et le grizzly. Ce premier cas reste isolé jusqu'à ce que soit confirmé, au printemps 2012, qu'un nouvel ours bicolore venait d'être tué. Fourrure blanche et pattes brunes, l'animal est cette fois une chimère de seconde génération, né d'un grizzly mâle et d'une femme hybride »

D’après cet extrait du journal “le Monde” datant du 17 décembre 2010, on apprend l'apparition d’une nouvelle espèce : le Pizzly (aussi appelée le Grolar).
En effet, cette hybridation diffère des autres car le Pizzly est un hybride fertile. L’apparition du cas du Pizzly, issue de deux espèces distinctes remet en cause la définition de la notion d’espèce. Ainsi : Comment peut-on expliquer l'apparition du Pizzly, hybride fertile, en sachant que l'ours polaire et l'ours brun sont des espèces d'ours différentes ?

Nous étudierons en premier temps la comparaison des “parents” du Pizzly, montrant la distinction entre ces deux espèces, puis nous verrons que le réchauffement climatique, ainsi que le peu de différences génétiques sont les principales causes de l’apparition de cet hybride fertile.

Développement :

            Partie 1 : Ursus arctos et Ursus maritimus : deux espèces distinctes
Le Pizzly est le fruit de la rencontre entre un(e) ours brun et un(e) ours polaire.
L’ours brun est une espèce à part entière nommée Ursus arctos qui vit principalement en Amérique du Nord (Etats-Unis, Canada).
L’ours polaire, Ursus maritimus, vit quant à lui dans les régions arctiques (Groenland, nord de la Sibérie et du Canada).

 

Ursus arctos

Grizzly ou ours brun

Pizzly

Ursus maritimus

Ours blanc ou ours polaire

Carte de répartition géographique

Photo


En plus de la localisation géographique différente entre les deux espèces, celles-ci présentent aussi des caractéristiques singulières.
En effet, comme nous pouvons le voir dans le tableau ci-contre même si ces deux espèces semblent être proches elles n’en restent pas moins différentes.
tableau-comparatif (1).jpg


Tout d’abord, au niveau morphologique, on remarque que leur pelage a une teinte différente, l’ours polaire possède des doigts palmés et ce dernier est plus grand que l’ours brun.





Les régimes alimentaires sont complètements distincts : L’ours polaire est carnivore contrairement à l’ours brun qui lui, est omnivore.
Toutes ces informations prouvent l’existence de deux espèces différentes que sont l’ours polaire et l’ours brun.
Enfin, on constate également que les deux espèces ont des milieux de vie spécifiques : l’Ursus arctos vit en forêts, zones côtières et montagnes alors que l’Ursus maritimus habite principalement sur la Banquise.

D’après les informations scientifiques, il s’avère que le Pizzly ait pour environnement la frontière entre les deux milieux de vie de ses parents (C’est à dire au Nord-est du Canada).

La question qui se pose donc est: comment la rencontre entre ces deux espèces (Ursus arctos et maritimus) a-t-elle pu se faire ?
La réponse est aussi alarmante, du point de vue écologique, que logique car ce n’est ni plus ni moins le réchauffement climatique qui est la cause principale de la naissance du Pizzly

Zone de Texte: A l’aide de ce document, la fonte de la banquise, dûe au réchauffement 
climatique de la Terre, a incité les ours brun à monter vers le Nord, ce 
qui les a conduits à la rencontre de l’ours polaire. En effet, la conséquence 
directe de cette fonte est la disparition de la barrière géographique d'isolement reproducteur entre les territoires originels de l'ours brun et de l'ours polaire. 
On observe que les deux aires de répartition géographique jusque là 
distinctes se superposent si toutes les frontières physiques entre elles 
disparaissent. De cette union, naquit une nouvelle espèce capable de 
survivre à des températures basses mais aussi à des températures plus 
douces : le Pizzly.
Partie 2 : Le réchauffement climatique et la divergence récente des deux espèces : causes principales de l’apparition du Pizzly
phylogénie schéma ours.jpgAu niveau phylogénétique, d’après l’arbre phylogénétique des Ursidés ci-dessous, nous pouvons voir que la divergence (notée 8) entre l’ours brun d’Amérique de l’Ouest (Ursus arctos ouest) et l’ours polaire (Ursus maritimus) est très récente. Il y a environ 10 000 ans. Ainsi, du point de vue de l'évolution, l’ours polaire (Ursus maritimus) est une espèce très jeune, expliquant alors le peu de différences génétiques entre celles-ci.















De plus, nous savons grâce à l’étude des caryotypes que le nombre de chromosomes de l’ours polaire et celui de l’ours brun est le même : 74https://docs.google.com/drawings/d/sdShCXYMk_ukKala7KDtMmw/image?w=602&h=213&rev=19&ac=1

Or nous savons que le Pizzly est aussi fertile.
Donc les critères d’interfécondité et phénotypiques entre les deux espèces sont possible, du fait que les deux espèces soient très proches génétiquement et physiquement parlant.

Conclusion :

L’apparition d’une spéciation comme le Pizzly a permis de montrer à quel point il était difficile de définir une espèce.
En effet, le Pizzly bien qu’il soit l’hybride de l’ours polaire et de l’ours brun, deux espèces bien distinctes à tout point de vue (morphologiques, physiologiques et comportementales), il est tout de même en état de se reproduire. Ceci s’explique par la disparition de la banquise, permettant à deux espèces, qui jusque-là vivaient dans des milieux complètements opposées, de se rencontrer. De plus, en étudiant l’arbre phylogénétique et les caryotypes, on constate que  les espèces ayant divergé récemment au niveau de l’évolution, les critères d’interfécondité et phénotypiques sont réalisables. L’isolement géographique, écologique et génétique ne subsistent pas (ou plus).
L’étude du Pizzly permet donc de comprendre que la définition de l'espèce est délicate, peut reposer sur des critères variés (critères d’interfécondité et phénotypiques), et qu'une population identifiée comme constituant une espèce (Ursus arctus ou Ursus maritimus)  n'est définie que durant un laps de temps fini. L'ours polaire semble être actuellement une espèce en voie de disparition, non seulement parce qu'il cesse d'être isolé génétiquement, mais aussi parce que son milieu de vie disparaît. Ainsi, la question que l’on pourrait se poser serait : Quelles sont les conséquences à long terme d’une hybridation telle sur la disparition d’une espèce ?

Drussé Rémi TS1
Adam David TS1


REFERENCES:



Bothrops Insularis

Spéciation par isolement insulaire :

Le cas du Bothrops Insularis
ou Jararaca Ilhoa
ou Trigonocéphale Insulaire
ou Golden Lancehead
A 35 km des côtes de l'Etat de São Polo, au Brésil, se trouve une île du jolie nom de " Queimada Grande". Si vous souhaitez passer des vacances sous l'équateur, cette île est l'endroit rêvé. Emportez bikini et crème solaire et mettez le cap sur "Ilhas das Cobras", petit nom que lui ont attribué les locaux. Selon une légende il y aurait 5 serpents par mètres carrés mais un documentaire récent de Discovery Chanel affirme qu'il n'y aurrait qu'un serpent par mètre carré... Ce qui est beaucoup mieux!

" Queimada Grande " compte la seule population de Bothrops Insularis, espèce endémique de cette île. Ce dernier est protégé et représente un danger mortel, c'est pour cela que l'accès de "Ilhas das Cobras" est interdite au public, à l'exception de quelques scientifiques sous habilitation. Non loin de là,sur une île voisine, existe une autre espèce endémique, le Bothrops alcatraz . L'espèce continentale la plus proche génétiquement de ces dernières est le Bothrops Jararaca.
Bothrops Insularis se sépare de ses cousins par des différences phénotypiques et comportementales .
Les Bothrops sont un genre de serpent de la famille des Viperidae (sous-famille Crotalinae) qu'on trouve en Amerique Centrale et du Sud , ainsi que dans les Caraïbes.

Queimada Grande indiquée par le point rouge ,à droite.






Cause de séparation des espèces:

L'île Queimada Grande se situe à environ 35 km des côtes brésiliennes, elle se serait coupée du continent, il y a 11000 ans suite à la montée du niveau de la mer, séparant ainsi une population du genre Bothrops du continent. Cette population se serait à nouveau séparée en 2, chacune sur une île distincte donnant ainsi naissance à deux nouvelles espèces Bothrops alcatraz et Bothrops Insularis.
Ci-contre, branche d'arbre phylogénétique détaillant la séparation du Bothrops Jararaca de ses cousins insulaires Bothrops Insularis et Bothrops Alcatraz






L'isolement géographique a provoqué un isolement écologique , et un isolement génétique. L'isolement écologique se doit à un écosystème trés différent du continent. En effet, il n'y a aucun mammifère sur l'île (sans doute exterminé par la population de bothrops isolée) mais une forte présence d'oiseaux, principale (voir unique) source d'alimentation du trigonocéphale insulaire.

L'isolement génétique s'est fait majoritairement par le biais de la dérive génétique et de la sélection naturelle.
La sélection naturelle est une sélection d'individus, par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de la prédation et de l'alimentation. Les individus ayant un avantage sélectif le transmettent ainsi à leur descendance.
On peut prendre pour exemple le venin du trigonocéphale insulaire. En effet, il se nourrit essentiellement d'oiseaux et un venin (trés) efficace est requis pour éviter que sa proie ne s'enfuit trop loin ,et qu'il ne puisse la retrouver. Ce qui aurait permis la sélection des individus au venin puissant, er expliquerai pourquoi Bothrops insularis a un venin d'une létalité supérieure à Bothrops jararaca.

( ci-contre Bothrops-insularis et sa proie).

Le Bothrops jararaca se nourrit essentiellement de petits mammifères.

La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population. Sur le long terme, elle peut donner naissance à de nouveaux caracactères phénotypiques.
De même, les populations de ces espèces insulaires étant petites, la dérive génétique est accrue.

L'isolement géographique a aussi provoqué une barrière reproductive, empêchant une hybridation naturelle entre ces trois espèces (aucune information quant à la possibilité d'hybridation entre ces espèces et donc de critères d'interfécondités). On peut donc parler de spéciation allopatrique (spéciation par isolement géographique).

Critères Phénotypiques de différenciations:



Bothrops Insularis ci-dessus, Bothrops Jararaca ci-contre et Bothrops Alcatraz ci-dessous
Bothrops Insularis se distingue par des caractères phénotypiques macroscopiques différents de son cousin continental: il est plus petit que le Bothrops Jararaca, et également de couleur différente. Aussi d'un point de vue moléculaire, son venin est en moyenne cinq fois plus létal, 20 mg de venin de trigonocéphale insulaire suffisent à tuer un homme de 60 kg, alors qu'il en faut 70 mg pour le Bothrops Jararaca.


Les portions grisés des figures indiquent le pourcentage de serpents (Bothrops Insularis et Bothrops Jararaca) ayant suffisamment de venin capable de tuer un homme de 60 kg.


Bothrops Alcatraz ressemble plus à son cousin continental mais des différences existent au niveau macroscopique notamment en ce qui conserne les motifs et les écailles de sa tête (et donc des différences avec Bothrops Insularis).

Il existe bien d'autre critères de différenciation , mais il faut tout de même noter qu'une espèce n'est pas "statique" et continue d'évoluer modifiant ainsi les critères phénotypiques qui permettent de distinguer ces espèces.

Conclusion :

Bothrops Insularis est une espèce à part entière apparue suite à un isolement géographique, qui a provoqué un isolement écologique et génétique. Ces derniers par le biais d'une modification de l'écosystème, de la derive génétique,de mutation et de la sélection naturelle, ont donné naissance à une espèce aux caractères differents de ses cousins (il en est de même pour le Bothrops Alcatraz).


































Alexandre Cadet
Eloi Ménard TS1

Liens:



-arbre phylogénétique : http://lifemap-otol.univ-lyon1.fr/





Illustrations:

Culex molestus

Les moustiques du métro
La ville de Londres présente une espèce de moustiques nommée « Culex pipiens », piquant uniquement les oiseaux et présentant une période d'hibernation. Piégés dans les souterrains de la ville lors de la construction du métro en 1863, quelques moustiques « pipiens » ont survécu et ont formé une population qui a évolué pour donner naissance à une nouvelle espèce : « Culex molestus ». Le « molestus » s'attaque en priorité aux mammifères (humains, rats, souris) même en présence d'oiseaux, et ne présente pas d'hibernation. Il est à noter que les mammifères sont beaucoup plus abondants que les oiseaux. Ces deux espèces de moustiques ont maintenant des caractéristiques différentes car elles ont évolué indépendamment du fait de la séparation géographique (sous terre/plein air). Les différences entre les deux moustiques sont telles que la reproduction entre moustique du métro et moustique de surface n’est plus possible.
Mais par quel phénomène cette nouvelle espèce est-elle apparue ?
Pour commencer, une partie de la population initiale « Culex pipiens » fut piégée dans les souterrains de Londres lors de la construction de son métro. C’est ainsi qu’un essaim de moustiques a non seulement réalisé l'exploit de survivre à cet enfouissement soudain mais a, en outre, donné naissance à une nouvelle espèce : le molestus. La preuve que ce moustique est une espèce distincte de « Culex pipiens » provient de la recherche de Kate Byrne et Richard Nichols. Les deux espèces molestus et pipiens ont des comportements et des caractéristiques si différents qu’il leur est impossible de s’accoupler entre elles.

Selon la théorie de Gould interprétée par certains, c'est la dérive génétique qui est à l’origine de ces sous-espèces, celle qui permet la formation d'une espèce par isolement. D'autres brandiront les thèses darwiniennes, prétextant que c'est la sélection naturelle qui a conduit à une nouvelle espèce. En réalité, les deux théories se lient et nous expliquent ainsi l’apparition de « Culex molestus ».

En effet l'espèce a subit un isolement géographique,et lorsque les deux variétés ont été hybridées, leurs oeufs étaient stériles, ce qui suggère ainsi l’isolement reproductif. Lorsqu’une population conquiert un nouveau territoire, elle fonde une nouvelle population à partir d’individus pionniers. Ces pionniers ont peu de chance d’avoir la totalité des allèles présents dans la population d’origine : ce qui entraîne une fréquence allélique différente de celle d’origine. Cette partie de population présente un faible effectif : la dérive génétique va donc être marquée. Ce mécanisme est celui de la variation aléatoire des fréquences alléliques au sein d’une population et au cours des générations. L’isolement de la population induit donc une évolution au cours du temps, une variation des fréquences alléliques, au gré des mutations et des remaniements du génome, ainsi que de la transmission aléatoire des allèles et de ces modifications. La divergence génétique accrue est due au fait qu’il s’est produit une accélération de l’évolution génétique des moustiques souterrains.

Ensuite, intervient la sélection naturelle. Les conditions du milieu souterrain sont différentes des conditions en surface. La forme molestus a trouvé un milieu dont la température est chaude et stable toute l’année, où les flaques d’eau et la nourriture ne manquent pas… Il y a donc eu spéciation visible à l’échelle humaine. Les pressions évolutives ne sont pas les mêmes. Ainsi, un allèle d’un gène qui favorisait la survie en surface peut devenir défavorable dans ce nouvel environnement. Les effets de la sélection naturelle sont différents dans les deux milieux. Les phénomènes jouant simultanément sur l’évolution des fréquences alléliques des deux populations : l’accumulation de différences peut conduire à l’apparition de nouvelles espèces.

Pour conclure, l'isolement géographique, les mutations et la sélection naturelle interviennent dans l'apparition de l'espèce. L'isolement géographique induit un isolement reproductif et génétique d'une partie de la population et la dérive génétique. En effet l'installation d'une barrière géographique conduit à des échanges génétiques impossibles. Pour finir, la sélection naturelle amène « Culex pipiens » à évoluer et diverger vers une nouvelle espèce : « Le culex molestus ».

Héloïse MARCHAND
Giovanni BOUJU BERTIN
TS1

Références :
 https://fr.wikipedia.org/wiki/Moustique_du_m%C3%A9tro_de_Londres
 http://thomas1988.free.fr/classnet/genetique/imgvid/correction3.pdf
 http://biogeologue.blogspot.fr/2015/02/speciation-moustique.html
 http://philippe.joyeux37.free.fr/TS/ts-2013/documents/correction-TP5%20evolution%20de%20la%20biodiversite
 http://www.lalibre.be/light/insolite/le-molestus-ce-mutant-du-metro-de-londres-51b8edd7e4b0de6db9c73ede
 http://edu.mnhn.fr/mod/page/view.php?id=294