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:

-livre consultable sur :https://books.google.fr/books?id=dCzLBAAAQBAJ&pg=PA668&dq=bothrops+insularis+chromosome&hl=fr&sa=X&ved=0ahUKEwiV0ZrS1pTSAhWKfhoKHdU7AswQ6AEIHTAA#v=onepage&q=bothrops%20insularis%20chromosome&f=false page 78,104,106

-article phylogéographique : file:///C:/Users/alexa_000/Downloads/ME2006%20-%20Bothrops%20jararaca%20complex.pdf page 1,2,3

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

-spéciation: https://fr.wikipedia.org/wiki/Sp%C3%A9ciation

-île de Queimada Grande : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%8Ele_de_Queimada_Grande

-Jararaca ilhoa : https://fr.wikipedia.org/wiki/Jararaca-ilhoa

-carte https://www.google.fr/maps/place/%C3%8Ele+de+Queimada+Grande/@-18.4609862,-57.9679078,4z/data=!4m5!3m4!1s0x94d1b776f04e34eb:0x59503abf3edf1075!8m2!3d-24.4879217!4d-46.6741555

Illustrations:

-Quaimada grande:https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiQs7fj_pvSAhXMDxoKHWoCBzYQjRwIBw&url=https%3A%2F%2Fwww.qrz.com%2Fdb%2FZY2QG&psig=AFQjCNEb7oIaycLpon883Ihlfyt_vJQTQA&ust=1487587858142406

-Bothrops Insularis et sa proie:https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj7s5mmgZzSAhVGfRoKHSZfBjUQjRwIBw&url=https%3A%2F%2Fwww.flickr.com%2Fphotos%2Ftexancoach%2F7889492112&bvm=bv.147448319,d.d24&psig=AFQjCNGUlYMnSTPtx69pcIBU9nIvLFsWrw&ust=1487586237414906

-Bothrops Insularis:https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj6zdf1-ZvSAhWEsxQKHVePC6oQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fwww.venomland.org%2Ft6066-bothrops-insularis-and-bitis&bvm=bv.147448319,d.d24&psig=AFQjCNGUlYMnSTPtx69pcIBU9nIvLFsWrw&ust=1487586237414906

-Bothrops Jararaca:https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwji2c28_JvSAhXMtRQKHfzGBacQjRwIBw&url=https%3A%2F%2Ffr.wikipedia.org%2Fwiki%2FBothrops_jararaca&bvm=bv.147448319,d.d24&psig=AFQjCNHpTnBd54GED1R7pHHG7dfNA5V5HQ&ust=1487587242414188

-Bothrops alcatraz:https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiwwvqM_JvSAhWDbxQKHVyeDKkQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fscienceblogs.com.br%2Fbessa%2F2015%2F04%2Fbrasil-ameacado-jararaca-de-alcatrazes-bothrops-alcatraz%2F&bvm=bv.147448319,d.d24&psig=AFQjCNFFJQJICCZYjA3ZDA30kr5Zycb3Mw&ust=1487587141970456

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

§ Quelle est l'évolution de l'homme ?

2,4,1/ Hominoïdes

A3 : Phylogénèse des opsines / rappel de 1S

D/ oeil genes opsines.odp

Phylogénèse et Famille multigénique

A4 : Comparaison des genres Homo et Pan / do© www

© Homo Pan.odg

Decoding Human Accelerated Regions : http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/46643/title/Decoding-Human-Accelerated-Regions/

Cahier interactif : http://morgane.frey.free.fr/cartelec/cartelec/terminale_s/theme1A/ch1%20et%202%20biodi%20evol%20homme/heterochronisme/index.html

dossier futura science : http://www.futura-sciences.com/magazines/sciences/infos/dossiers/d/anthropologie-anatomie-comparee-homme-singe-694/page/9/

cours collègue : http://svtlgb.fr/terminale_s_enseignement_commun/chapitre_4/chapitre_4.html

Homo sapiens, chimpanzé, chronologie et intensité d'expression de certains gènes, développement pré et postnatal,

Néoténie

vendredi

A5 : Discussion sur la bipédie / videoconférence

8' Pascal Picq - Plate-forme vidéo des sciences et des technologies : http://www.universcience-vod.fr/media/2627/les-bipedies.html

idem sur youtube :https://youtu.be/3LUCB4gVWdg

bipédies

B241 : Un regard sur l'évolution de l'Homme / les singes

D'un point de vue génétique, l'Homme et le chimpanzé, très proches, se distinguent surtout par la position et la chronologie d'expression de certains gènes. Le phénotype humain, comme celui des grands singes proches, s'acquiert au cours du développement pré et postnatal, sous l'effet de l'interaction entre l'expression de l'information génétique et l'environnement (dont la relation aux autres individus). Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent (DAC -10 à -7 Ma). Aucun fossile ne peut être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou du chimpanzé.

2,4,2/ Hominidés

A1 : Comparaison de fossiles de la lignée humaine / logiciels

Protocole / manuel p82

télécharger le logiciel de Perez Lignée humaine (.zip) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/evolution/ligsomm.htm

télécharger fiche technique de craniométrie : http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/craniometrie.pdf

télécharger puis compléter le tableau : http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/ligneets.pdf

FT fournies au TP de Bac (ECE) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/index.php?m=1&sm=1

télécharger le logiciel « crânes »

FT fournies au TP de Bac (ECE) : logiciel Crane (version 24/10/2009) : (doc, odt, pdf)

utiliser le logiciel « Homininés » : http://www.svt.ac-versailles.fr/spip.php?article762

télécharger le logiciel  « Homininés » : https://edu-nuage.ac-versailles.fr/index.php/s/3csqsWFat46M5td/download

FT fournies au TP de Bac (ECE) : logiciel Homininés (version 24/10/2009) : (doc, odt, pdf)

face réduite, dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, bipédie, trou occipital, course à pied, mandibule parabolique
Production d'outils, pratiques culturelles

A2 : Revue de presse sur l'évolution de l'homme / articles scientifiques

2001-2012 : l'évolution de l'homme, revue de presse : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/html/peda/svt/evolhom/default.htm#KLINK

21/04/2010 Une nouvelle espèce d'australopithèque pourrait être à la racine du genre Homo..http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-un-australopitheque-si-humain-24963.php

29/09/2010 film « Ao, le dernier Neandertal » : http://www.larecherche.fr/content/actualite-archeologie/article?id=28469

13/10/2010 La marche néandertalienne reconstituée : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-la-marche-neandertalienne-reconstituee-25986.php

06/10/2011 Neandertal, « notre nouvel ancêtre » : http://www.larecherche.fr/content/actualite-sapiens/article?id=30599

3/11/2011 L'Homme moderne arrivé en Europe plus tôt que prévu : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2336.htm

01/01/2013 Régime d'australopithèques : http://www.larecherche.fr/actualite/archeologie/regime-australopitheques-01-01-2013-96382

01/01/2013 Le premier de notre genre : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-le-premier-de-notre-genre-30805.php

http://www.larecherche.fr/actualite/archeologie/homo-erectus-gravait-coquillages-05-12-2014-197497

http://www.nature.com/ncomms/2015/150127/ncomms7037/full/ncomms7037.html

15 février 2016 : morphologie interne du crâne de l'Homme de Florès nous renseigne sur ses origines : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4421.htm

Bruniquel : une grotte qui change notre vision de Néandertal : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4563.htm

premiers primates - 65 à -50 Ma
DAC avec les chimpanzés -10 à -7 Ma

A3 : Conclusion philosophicoscientifique / videoconférence

Michel Morange – L’Homme et le Singe – écouter la conclusion : http://www.canal-u.tv/video/universite_de_tous_les_savoirs/l_homme_et_le_singe_michel_morange.3800 

Différence génétique : https://www.youtube.com/watch?v=Tj2XnuesaFM

B241 : Un regard sur l'évolution de l'Homme / les fossiles

Les premiers primates fossiles datent de - 65 à -50 millions d'années. Ils sont variés et ne sont identiques ni à l'Homme actuel, ni aux autres singes actuels. La diversité des grands primates connue par les fossiles, qui a été grande, est aujourd'hui réduite. Le genre Homo regroupe l'Homme actuel et quelques fossiles qui se caractérisent notamment par une face réduite, un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, un style de bipédie avec trou occipital avancé et aptitude à la course à pied, une mandibule parabolique, etc... La production d'outils complexes et la variété des pratiques culturelles sont associées au genre Homo, mais de façon non exclusive. La construction précise de l'arbre phylogénétique du genre Homo est controversée dans le détail.

B24/ Schéma ©

Mots clefs : Homo sapiens, chimpanzé, chronologie d'expression de certains gènes, développement pré et postnatal , l'information génétique et l'environnement
premiers primates - 65 à -50 Ma
ancêtre commun, face réduite, dimorphisme sexuel, bipédie, trou occipital, course à pied, mandibule parabolique
Production d'outils, pratiques culturelles
arbre phylogénétique

bio en flash : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0016-3

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=2159

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=781

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/rubrique.php3?id_rubrique=34&debut_page=0

C : Sitographie hominienne / WWW

http://www.hominides.com/index.php

http://archaeologyinfo.com/

http://www.becominghuman.org/

http://www.handprint.com/LS/ANC/evol.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hominini

http://johann.gerard.chez-alice.fr/hominides/especes.htm

http://www.bbc.com/earth/story/20141127-lucy-fossil-revealed-our-origins

http://donsmaps.com/lucy.html

ma fille Lucy / Juliette Nouredinne :

paroles : http://www.frmusique.ru/texts/j/juliette/lucy.htm

Comment se déroule la photosynthèse ?

A7 : Réaction de Hill / ExAO

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/07-doublereaction.htm#3

Réaction de Hill (version 21/02/2012) : (doc, odt, pdf)

FT_hill.odt

phase photochimique puis phase (bio)chimique

composés réduits RH₂

EV : CR ExAO→ IMMRID

Intro /1 :

• Pb → hyp → CV

M&M /3 : schéma du montage :

• bioréacteur + 2 sondes + agitateur
• Vg + seringue + réactif de Hill
• 2 adaptateurs - interface - ordi : DD-clavier-écran

R&I /3 : interprétation des courbes

• partie 1 + lumière => légère augmentation O₂ + baisse CO₂
• partie 2 + accepteur d'é => forte augmentation O₂ + baisse CO₂
• partie 3 sans lumière => baisse O₂

Discussion /3

• retour sur hypothèse : accepteur d'éléctrons indispensable
• photosynthese : CO₂ + lumière + accepteur d'éléctrons → ...+ O₂
• réact° Redox, oxydation de l'eau

Quelle est la composition de la lithosphère ?

A3/ Mise en évidence magnétisme des roches / échantillons

Échantillons

basalte, magnétite, aimant, limaille de Fe, plaque plexis, boussole

http://disciplines.ac-montpellier.fr/svt/ressources/sams/modele-de-magnetisme-remanent-des-basaltes-du-plancher-oceanique

magnétisme des roches (magnétite), basalte, champ magnétique terrestre

§ D'où vient le magma basaltique produit au niveau des dorsales ?

A4/ Utilisation de résultats d'expériences pour connaître l'origine des basaltes

fiche id°©

comparer les colones du tableau : quelles sont les plus proches valeurs ?

La fusion partielle de la péridotite du manteau peut donner du basalte

A5/ Modélisation de la convection / maquette et animations

Lampe à lave

modelisation-de-la-convection-video01.mpg

modelisation-de-la-convection-video02.mpg

modelisation-de-la-convection-video03.mpg

modélisation convection :

manuel p 279

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/03_convection/03_pedago/00a.htm

animations sur la convection :

http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/college/perez/panaches.htm

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-modelisation-de-la-convection.xml

différence convection / conduction :

convection = mouvement de matière sous l'effet de la chaleur

conduction = mouvement de chaleur dans la matière

A6/ Modélisation de l'influence de la pression sur la fusion / expérience

beurre+bouteilles+pompes à vélo+bain marie

Tracer le graphe P/T

Solidus et liquidus

http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/SVT/resped%20geol/cristfusion.pdf

http://www.svt-biologie-premiere.bacdefrancais.net/geologie-dorsale.php

fusion par décompression

A7/ Schématisation de l'expansion océanique / animations

Voir carnet de sortie géologiques

http://www.biologieenflash.net/sommaire.html → géologie interne → dorsale

http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift.htm

http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/tectonique/expansion.htm → fichiers « rifting4 »

Convection, dorsale, rift, croûte basaltes+gabbro

B112/ Expansion et accrétion océanique

Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux thermique permettent d’imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à l’axe des dorsales, conséquence d’une convection profonde.

La mise en évidence de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d’inversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du siècle), permet d’éprouver l'hypothèse de Wegener et de calculer des vitesses d’expansion océaniques.

§ Quelle est l'évolution de l'homme ?

§ et nous dans tout ça ?

§ Quelle est l'évolution de l'homme ?

2,4/ Le cas de l'évolution de l'Humain

Homo sapiens peut être regardé, sur le plan évolutif, comme toute autre espèce.
Il a une histoire évolutive et est en perpétuelle évolution.
Cette histoire fait partie de celle, plus générale, des primates.

27 janvier

A1 : Comparaison de crânes de différents hominidés / moulages + logiciel Mesurim

© TP_mesurim_cranes.odt

© Homo tableau comparaison.odt

craniometrie.pdf

Compter et / ou mesurer avec Mesurim (version 24/10/2009) : (doc, odt, pdf)

Compter et / ou mesurer avec Mesurim 2008 (version 12/01/2011) : (doc, odt, pdf)

Compter et / ou mesurer avec Mesurim 2011 (version 06/12/2012) : (doc, odt, pdf)

Positionner le crâne de façon à obtenir les points de repère corrects

Faites une capture d’image dans « Mesurim »

Avec le logiciel « Mesurim » effectuer les mesures selon les indications des fiches techniques « crâniométrie » et « effectuer des mesures sur les crânes avec « Mesurim » »

Comparer vos résultats au tableau de comparaison des fossiles de la lignée et déterminer si ce fossile appartient à la lignée humaine. Si oui où le situer ?

FT fournies au TP de Bac (ECE) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/index.php?m=1&sm=1

télécharger fiche technique de craniométrie : http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/craniometrie.pdf

télécharger un tableau de comparaison: http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/ligneets.pdf

face réduite, trou occipital, mandibule parabolique, capacité crânienne

3 Février

A2 : EV/ Construction de la phylogénie des hominidés / logiciel Phylogène

© TP phylogene Hominides.odt

® Tableau Parentés Homininés 

Protocole / manuel p80+83+77

FT fournies au TP de Bac (ECE) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/index.php?m=1&sm=1

traiter les données pour établir des relations de parenté / Phylogène (version 24/10/2009) : (doc, odt, pdf)

résultat : http://tolweb.org/Homo_sapiens/16421#titlefigcaption

arbre phylogénétique, ancêtre commun
caractère ancestral = primitif // caractère dérivé = acquis

2,4,1/ Hominoïdes

A3 : Phylogénèse des opsines / rappel de 1S

D/ oeil genes opsines.odp

Phylogénèse et Famille multigénique

A4 : Comparaison des genres Homo et Pan / do© www

© Homo Pan.odg

Decoding Human Accelerated Regions : http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/46643/title/Decoding-Human-Accelerated-Regions/

Cahier interactif : http://morgane.frey.free.fr/cartelec/cartelec/terminale_s/theme1A/ch1%20et%202%20biodi%20evol%20homme/heterochronisme/index.html

dossier futura science : http://www.futura-sciences.com/magazines/sciences/infos/dossiers/d/anthropologie-anatomie-comparee-homme-singe-694/page/9/

cours collègue : http://svtlgb.fr/terminale_s_enseignement_commun/chapitre_4/chapitre_4.html

Homo sapiens, chimpanzé, chronologie et intensité d'expression de certains gènes, développement pré et postnatal,

Néoténie

Quelle est la composition de la lithosphère ?

A2/ Mesure du paléomagnétisme des dorsales océaniques / Google earth

Démo prof puis à faire à la maison

réliaser un profil de dénivelation (= profil topographique) d'une dorsale

® dorsales.kmz

® paleomagnetisme.kmz

TP dorsales et paleomagnétisme / Google earth

Dossier « dorsale » : http://acces.inrp.fr/eduterre-usages/ressources_gge/divergence/la-topographie-oceanique

autre ressource : http://acces.inrp.fr/eduterre-usages/ressources_gge/magnetisme

fiche technique d'utilisation de Google earth : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/index.php?m=1&sm=1

anomalies magnétiques,
=> la corrélation entre les anomalies magnétiques découvertes sur le plancher océanique et la connaissance plus ancienne de l’existence d’inversion des pôles magnétiques confirme l’hypothèse de l’expansion océanique.

Comment retrace-t-on l'évolution ?

EV/ Construction de la phylogénie des hominidés / logiciel Phylogène

© TP phylogene Hominides.odt

® Tableau Parentés Homininés 

Protocole / manuel p80+83+77

FT fournies au TP de Bac (ECE) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/index.php?m=1&sm=1

traiter les données pour établir des relations de parenté / Phylogène (version 24/10/2009) : (doc, odt, pdf)

résultat : http://tolweb.org/Homo_sapiens/16421#titlefigcaption

arbre phylogénétique, ancêtre commun
caractère ancestral = primitif // caractère dérivé = acquis

Comment retrace-t-on l'évolution ?

A4 : Construction de l' « arbre de la vie »

©phylogenie histoire.odg

Diap : histoire arbre évolution

Interactive tree of life : http://www.onezoom.org/

construction de l'arbre au cours des ans : http://www.onezoom.org/tetrapods.htm (clic en haut à droite, compteur années en bas)

another tree of life : http://tolweb.org/tree/

Timetree : http://timetree.org/

Lifemap : http://lifemap-otol.univ-lyon1.fr/

A5 : reflexion sur la notion d'espèce / concepts

Diapo : espèce.odp

des sites « spécialisés » :

Les mécanismes de l'évolution : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/evolution/evol/tridiv_4.html#IVB ;

Speciation and extinction : http://www.bio.georgiasouthern.edu/bio-home/harvey/lect/lectures.html?flnm=bgsp&ttl=Speciation%20and%20Differentiation&ccode=el&mda=scrn

des définitions de l'espèce :

au programme de 6e : « La diversité des espèces est à la base de la biodiversité. Une espèce est un ensemble d'individus qui évoluent conjointement sur le plan héréditaire. »

Mayr donne de l'espèce la définition largement admise : « l'espèce représente un groupe de populations réellement ou potentiellement interfécondes et séparé reproductivement de tout autre groupe analogue. »

Conception biologique de l'espèce (BSC) = une espèce est un groupe de populations naturelles au sein desquelles les individus peuvent échanger du matériel génétique ; toute espèce est séparée des autres par des mécanismes d'isolement reproductif.

Conception phylogénétique de l'espèce (PSC) = concept cladistique = un groupe d'organismes qui peuvent être distingués d'autres groupes et auquel apartiennent les ancêtres et les descendants d'une lignée évolutive = le plus petit agrégat de populations identifiable par une combinaison unique d'états de caractères chez des individus comparables.

Conception évolutive de l'espèce (ESC) = une espèce est une lignée évolutive formée de populations ancestrales et de leurs descendants, qui est distincte des autres lignées évolutives et qui a son propre destin.

futura sciences : http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/zoologie-2/d/espece_2261/

« dans la nature il n’y a pas d’espèces : il n’apparait que des barrières de reproduction. Les espèces, c’est nous qui les créons à partir d’un modèle théorique » (G. Lecointre, professeur au Museum National d’Histoire Naturelle - Revue Espèces – n° 1 –septembre 2011) : http://www.especes.org/

Doit-on abandonner le concept d’espèce ? : http://www.inra.fr/dpenv/leguyc46.htm

http://www.reseau-canope.fr/corpus/video/la-speciation-122.html

l'espèce est une réalité statistique, collective

pour fin février

EV/ Exemples de spéciation / expodocs

© \TS expos speciation.odt

Protocole : 

• recherche d'informations sur le sujet choisi 
• → rédaction d'un article de deux ou trois pages (police Times 12pts ; format doc, odt, html) avec introduction, développement, conclusion, illustrations et références (liens, y compris des illustrations)
• → envoi au prof par elyco → corrections et publication sur blog

utiliser les mots clefs suivants :

espèces, spéciation, critères phénotypiques & d'interfécondité
isolement génétique, reproductif, géographique, écologique,

1. Moustiques du métro de Londres → mutations – spéciation par isolement géographique – sélection naturelle
2. Souris de Madère → remaniements chromosomiques (fusions) – spéciation par isolement reproductif et/ou géographique – dérive génétique
3. Corneille noire/corneille mantelée, Pouillots asiatiques, Pieris napi/Pieris bryoniae → Hybrides fertiles
4. Tournesols américains → modifications caryotypiques – spéciation par isolement reproductif – hybrides fertiles
5. Certains insectes Diptères (Culex, Aedes, Drosophila) dont les gamètes sont parasités des bactéries du genre Wolbachia → Spéciation par isolement reproductif  : http://www.larecherche.fr/encadre/bacteries-insectes-01-12-1996-64127
6. Certains insectes Diptères (Culex, Aedes, Drosophila) dont les gamètes sont parasités par des Rickettsies → Spéciation par isolement reproductif (les gamètes infectés par les rickettsies ne sont pas « compatibles » avec les gamètes non infectés)
7. Saumons (Onchorhynchus), → Isolement reproductif écologique
8. Crapauds du genre Bombina → Isolement reproductif écologique
9. Drosophiles → Selon les populations : isolement reproductif comportemental, écologique, mécanique
10. Pouillot verdâtre (Phylloscopus trochiloïdes), → Anneaux de spéciation (spéciation par isolement gégographique)
11. Goélands de l’hémisphère nord (Larus) → Anneaux de spéciation (spéciation par isolement gégographique)
12. Géosptizes des Galapagos, → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle
13. Cyclidés des grands lacs africains, → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle : http://www.cnrs.fr/insb/recherche/parutions/articles2014/f-galibert.html , http://www.larecherche.fr/savoirs/dossier/2-seul-lac-centaines-especes-01-10-2013-136002
14. Drepanidae → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle
15. Fauvettes à tête noire → Spéciation – action de l’homme – compétition intraspécifique
16. Mésanges → Notion d’espèces, définition, limites
17. Guppy → Sélection naturelle / sélection sexuelle : https://royalsociety.org/summer-science/2003/sex-and-speciation/
18. Tigre/lion → Spéciation prézygotique - Barrière de reproduction = géographie et comportement
19. Mouton/chèvre → Spéciation post-zygotique( développement de l’embryon stoppé au 1/3)
20. Cheval, zèbre, âne : http://www.pnas.org/content/111/52/18655
21. Une nouvelle espèce d'ours due au réchauffement climatique : Ours blanc/ours brun (hybride : « le pizzly ») http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/02599123/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281
22. la corne du rhinocéros Dynastes hercules  : http://www.pnas.org/site/media/Featured_Image_rhinobeetle.xhtml
23. Membracides
24. domestication du Blé
25. Crepis sancta : Un exemple d'adaptation d'une plante au milieu urbain : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1341330459731/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281
26. Mouche de la pomme (Rhagoletis) → Sélection diversifiante : cas de spéciation sympatrique : La mouche de la pomme Rhagoletis pomonella : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1336903953704/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160339982078
27. oiseaux de paradis : danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

B23/ De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité / Évolution des espèces

La biodiversité a été définie et présentée comme produit et étape de l'évolution. Des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps.
Sous l'effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard, la diversité des populations change au cours des générations. L'évolution est la transformation des populations qui résulte de ces différences de survie et du nombre de descendants.
La diversité du vivant (biodiversité) est en partie décrite comme une diversité d'espèces.
La définition de l'espèce est délicate et peut reposer sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.). Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie.
Une espèce peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini. On dit qu'une espèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise. L'espèce est une réalité statistique, collective.

glossaire : http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/biodiversite-crises/def.htm#biodiversite

Quelle est la composition de la lithosphère ? (suite)

B211/ la composition de la lithosphère / schéma ©

Mots clefs : Sismologie, pétrologie, croûte océanique, continentale, manteau, deux lithosphères, roches rencontrées (basalte, gabbro, granite, péridotite).

Glossaire : http://www.premiumwanadoo.com/renard/revisions/SVT/lexGeol.htm#S

glossaire : http://operabaroque.fr/magmatiques.htm

Sch'bilan 1 ©

Attention : ev TP roches et devoir le 2/3!

§ Que manquait-il à Wegener pour appuyer la théorie ? Quelle est la composition de la lithosphère ? (suite)

2.1.2- Bathymétrie et paléomagnétisme des fonds océaniques

[Bathos = profondeur ; paleo = ancien]

A1/ Mesures bathymétriques et thermiques des fonds océaniques / cartes

Cartes bathymétriques interactives :

http://topex.ucsd.edu/marine_topo/

http://neo.sci.gsfc.nasa.gov/view.php?datasetId=GEBCO_BATHY

Les dorsales forment une chaîne montagneuse de 60 000 km de long et de 150 km de large en moyenne sur le fond des océans, environ 2 km d'altitude par rapport aux fonds océaniques : http://wwz.ifremer.fr/grands_fonds/Les-enjeux/Les-decouvertes/Structure-des-fonds/Les-dorsales

Schématiser des fonds océaniques :

plateau, talus continental, plaine abyssale, île, dorsale,

cartes flux thermique :

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/chaleur-Terre-geothermie/chaleur-Terre-geothermie-04.jpg

http://www.etab.ac-caen.fr/discip/geologie/SVT/travaux/tomographie/tomo.html

http://eduterre.ens-lyon.fr/ressources_gge/divergence/la-topographie-oceanique

colorier sur la carte les zones à flux fort

Le flux thermique est la quantité d'énergie d'origine interne libérée par unité de surface et unité de temps.

A2/ Mesure du paléomagnétisme des dorsales océaniques / Google earth

Démo prof puis à faire à la maison

Dossier « dorsale » : http://acces.inrp.fr/eduterre-usages/ressources_gge/divergence/la-topographie-oceanique

§ Comment les végétaux échangent-ils avec leur milieu ?

2,1,2 : Photosynthèse

A6 : Bilan partiel de la photosynthèse / équation chimique

D\photosynthèse equation partielle.odp

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/03-equation.htm

6CO₂ + 6H₂O + ENERGIE → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
CO₂ + 2H₂O + ENERGIE→ (CH₂O) + H₂O + O₂

31 janvier

7 février

A7 : Réaction de Hill / ExAO

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/07-doublereaction.htm#3

Réaction de Hill (version 21/02/2012) : (doc, odt, pdf)

FT_hill.odt

© \TP ExAO Photosynthèse Hill.odt

© \Hill ExAO résultats.odg

phase photochimique puis phase (bio)chimique
composés réduits RH₂

A8 : Bilan final de la photosynthèse / équation chimique

D \photosynthèse equation globale.odp

=> lumière + un accepteur d'électrons sont indispensables pour obtenir un dégagement d'O2.

Le rejet d'O2 est donc bien la conséquence d'une oxydoréduction.

En présence de lumière, on a donc

une oxydation de l'eau : 2 H2O = 4 H+ + 4 e- + O2

Le ferricyanure est réduit : 2 Fe3+ + 4 e- = 2 Fe2+

L'O2 vient donc de la molécule d'eau qui s'oxyde en présence de lumière dans les chloroplastes.

Dans les conditions naturelles de la photosynthèse, l'oxydation de l'eau s'accompagne de la réduction d'un intermédiaire

Quels sont les intermédiaires entre phases photochimique et phase de synthèse chimique ?

Des expériences ont montré que des chloroplastes isolés et éclairés fabriquaient une molécule riche en énergie, l’ATP (adénosine triphosphate), à partir d’ADP et de phosphate inorganique (Pi). Découverte en 1929, la molécule d’ATP a été mise en évidence dans toutes les cellules animales, végétales et bactériennes : c’est une molécule universelle. L’ATP est un ribonucléotide formé : – d’adénosine, composée de ribose et d’adénine, – de trois groupements phosphate.

A9 : Modélisation de l'ATP et de l'ADP / Rastop

ATP : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=46

ADP : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=74

® _adp.pdb + _atp.pdb

• Comptez les atomes de la molécule
• recopiez la formule globale
• dessinez la molécule en plan

L'ATP est une molécule instable dont les liaisons entre les deux derniers groupements phosphate sont des liaisons covalentes faibles. La synthèse de l’ATP par phosphorylation de d’ADP, c’est-à-dire création d’une liaison entre deux groupements phosphate, est catalysée par l’enzyme ATP synthase ou synthétase et nécessite de l’énergie. Quand la source d’énergie est la lumière, on parle de photophosphorylation. Dans le contexte de la photosynthèse, la réaction chimique produisant de l’ATP peut s’écrire :

ADP + Pi + ENERGIE → ATP

L’hydrolyse d’une molécule d’ATP, catalysée par l’enzyme ATPase, avec production d’une molécule d’adénosine diphosphate (ADP) et d’une molécule de phosphate inorganique (Pi), produit une grande quantité d’énergie : c’est pourquoi on parle de composé phosphorylé riche en énergie. Cette hydrolyse est une réaction exergonique, c’est-à-dire s’accompagnant d’une perte d’énergie.

ATP + H₂O → ADP + Pi + énergie

A10 : Mécanismes moléculaires de la photosynthèse

Comment retrace-t-on l'évolution ?

A4 : Construction de l' « arbre de la vie »

©phylogenie histoire.odg

Diap : histoire arbre évolution

Interactive tree of life : http://www.onezoom.org/

construction de l'arbre au cours des ans : http://www.onezoom.org/tetrapods.htm (clic en haut à droite, compteur années en bas)

another tree of life : http://tolweb.org/tree/

Timetree : http://timetree.org/

Lifemap : http://lifemap-otol.univ-lyon1.fr/