Emergence et dominance de la Synthèse « classique ».

Ses composantes multiples, ses propositions explicites…

G. Periquet IRBI, Université F. Rabelais, Tours

1918 - 1950 Mise en place

1951 - 1968 Rayonnement

Charles Darwin 1809-1882

Variation >> HéréditéSélection >> in naturaEspèces >> SpéciationHasard >> MutationsTemps >> Durée paléontologiqueEmbryologieComportement(altruisme, émotions…)…

Gregor Mendel 1809-1882

J/Jj/j

Parents

F1

F2

Les théoriciens de la synthèse

1918 - 1930s

Sir Ronald Aylmer Fisher (1890-1962)

1930. The Genetical Theory of Natural Selection. Clarendon Press, Oxford.

1918. The correlations between relatives on the supposition of Mendelian inheritance. Trans. R. Soc. Edinburgh 52:399-433.

Le déterminisme des caractères quantitatifs

est compatible avec l’hérédité mendélienne.

1 locus

a et A

a = +1

A = +2

A/AA/aa/a

2 3 4

a = b = +1

A =B = +2

AB/ABab/abAB/Ab

Ab/AbAb/ab

4 5 6 7 8

2 locus

a et A

b et B

ABcD…abcd… AbCd…

A, aB, bC, c….F, f

40 50 60 70

ABcD…abcd… AbCd…

Modèle Polygénique (Fisher 1918)

ABcD…abcd… AbCd…

A/bB/bC/c….F/f

40 50 60 70

ABcD…abcd… AbCd…

Génétique quantitative, Sélection

ABcD…

A/bB/bC/c….F/f

40 50 60 70

ABcD…AbCd…AbCd…

Génétique quantitative, Sélection

ABcD…

A/bB/bC/c….F/f

40 50 60 70 80

ABcD…AbCd…AbCd…

Génétique quantitative, Sélection, Evolution

ABCD…ABCD…

ABcD…abcd… AbCd…

4 5 6 7 8

ABcD…abcd… AbCd…

La résistance au DDT chezDrosophila melanogaster

Sélection des individus les plus résistants

20 générations

Souche R

Sélection des individusles plus sensibles

20 générations

Souche S

Chromosomes S : meurt si DDT

Chromosomes R : résiste si DDT

Les caractères quantitatifs ont un déterminisme génétique. 1990s: mise en évidence des QTL (Quantitative Trait locus)

R. Fisher1890-1962

J. Haldane1892-1964

S. Wright 1889-1988

Comment vont évoluer les fréquences

des gènes ?

Comment agit la sélection ?

Sélection, mutations,

hasard ?

La Génétique des populations

En un locus, si un génotype CC est « favorisé » par rapport à Cc et cc.

La sélection augmentera la fréquence du gène C. La population tend vers un maximum adaptatif.

Les paysages adaptatifs de Wright.

Il peut exister plusieurs maxima adaptatifs, associés à des génotypes différents.

ABCDABCD

abcdabcd

En complément.Si un gènotype pp est « défavorisé ». Il devrait être éliminé par la sélection naturelle.

Sélection « négative »

Mais de nouvelles mutations le reforment

La population évolue vers un état d’équilibre entre sélection et mutations.

Sélection

mutationsMutation et Sélection maintiennent la diversité génétique, « réserve pour l’évolution »

1966 H. Harris Enzyme Polymorphisms in ManProceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, Vol. 164, No. 995,

1966 R. C. LEWONTIN AND J. L. HUBBY A MOLECULAR APPROACH TO THE STUDY OF GENIC HETEROZYGOSITYIN NATURAL POPULATIONS. II. AMOUNT OFVARIATION AND DEGREE OF HETEROZYGOSITY INNATURAL POPULATIONS OF DROSOPHILA PSEUDOOBSCURAGenetics 54: 595-609.

Quelle quantité de diversité génétique ?

1/3 DES GENES sont polymorphes

Dans l’espèce humaine, on estime que chaque individu est hétérozygote pour environ 2000 gènes sur 30000.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q

A B C d E F G H I J K L M N O p Q

Cela représente une énorme réserve de variation génétique.

En effet le nombre possible de gamètes de génotypes différents

produit par un individu est de :

2000 600 2 soit environ 10

Or le nombre de photons de 90 l’univers connu est estimé à : 10

Il n’y a pratiquement aucune chance (hormis les vrais jumeaux) que deux individus aient, aient eu, ou auront un

génotype identique.

Chaque être humain est véritablement unique !

Et, selon l’environnement, certaines de ces mutations peuvent se révéler favorables.

Il existe des gènes de résistance au paludisme

ou au virus du sida (VIH 1).

C’est bien dans cette réserve de mutations génétiques que puise la sélection naturelle.

WILHELM JOHANNSEN 1857-1927

Interactions Génotype * Environnement.

P = G*E

Potentilla glandulosa Clausen, Keck, Hiesey 1940

Interactions Génotype * Environnement.

Les naturalistes de la synthèse

1927 - 1940s

Theodosius Dobzhansky (1900-1975)

CHETVERIKOV

MORGAN

WRIGHT

1927

Drosophilapseudoobscura

Variations génétiques dans les populations naturelles

1937. Genetics and the Origin of Species. Columbia University Press, New York.

Julian Huxley (1887-1975)

1942. Evolution: The Modern Synthesis. George Allen and Unwin, London.

Edmund Brisco « Henry » FORD (1901-1988)

Henry Bernard Davis KETTLEWELL (1907-1979)

la sélection naturelle

Polymorphisme génétique

Génétique écologique

FordFisher

Le cas d’école: le mélanisme industriel etla sélection naturelle chez la phalène du bouleau.

la micro-évolution

Et les espèces en parlez-vous encore ?

Ernst Mayr (1904-2005)

1942. Systematics and the Origin of Species. Columbia University Press, New York.

Définition et Critère Biologique de l’espèce :

Ensemble d’individus interfertiles

Et

Spéciation allopatrique

Hermann Joseph MULLER (1890-1967)

La séxualité favorise la recombinaison génétique,source de variations pour l’évolution.

Les mutations apparaissent au hasard.

Theodosius Dobzhansky (1900-1975)

1937. Genetics and the Origin of Species. Columbia University Press, New York.

SUPERESPECEDrosophilapaulistorum

Interstérilité+ ou - forte

entre «sous-espèces »

La spéciation en cours

Modèle Dobzhansky-Muller

Spéciation par divergence génétique

Et

stérilité des hybrides

George Gaylord Simpson (1902-1984)

1944. Tempo and Mode in Evolution. Columbia University Press, New York.

De la micro-évolution à la Macro-évolution.

L’évolution quantique

George Ledyard Stebbins, Jr. (1906-2000)

1950. Variation and Evolution in Higher Plants. Columbia University Press, New York.

La synthèse et

le régne végétal.

Georges Teissier (1900-1872)

Philippe L’HERITIER (1906-1990)

Gustave Malécot (1911-1998)

Sélection en populations expérimentales.

Contributions françaises

Consanguinité et identité des gènes.

Charles Bocquet, Ernest Boesiger, Maxime Lamotte.Populations naturelles, dérive, sélection sexuelle,

Les travaux de leurs élèves

Claudine Petit : Valeurs sélectives variables en fonction des fréquences géniques.

Mais alors il n’y a plus de problème.

Le monde est devenu darwiniste !

Il nous reste LE HASARD, mon cher !

August WEISSMANN (1834-1914)

Et il n’y a pas d’hérédité des caractères acquis.

La résistance du colibacille au phage T1

D’où proviennent les bactéries résistantes?

J Bacteriol. 1952 March; 63(3): 399–406.

REPLICA PLATING AND INDIRECT SELECTION OF BACTERIAL MUTANTSJoshua Lederberg and Esther M. Lederberg

T1 T1 T1

Rôle du hasard et non « hérédité des caractères acquis ».Idem pour résistances aux antibiotiques, insecticides, pesticides

La chatte de Darwin

Synthèse et questions de l’heure

Avec l’épigénétiquene retrouve-t-on pas

l’hérédité des caractères acquis ?

Qu’en dit la Synthèse ?

Mutations aux hasard

Aa

La fréquence de A augmentera très lentement.

Mutations dirigées vers A

La fréquence de A augmentera peut être plus rapidement.

Si les mutations dirigées vers A sont favorables à l’individu.

La fréquence de A augmentera plus rapidement.

Mais attention dans l’épigénétiquel’apparition d’une « mutation »

ne se signifie pas que ce soit une réponse

adaptative à l’agent mutagène !

L’expression « Hérédité des caractères acquis » est

éventuellement correcte pour l’épigéntique,

mais pas pour l’évolution.

Chez Lamarck, comme chez Darwin, il s’agit en fait d’une hérédité d’un caractère adaptatif, acquis(e)

-soit sous pression interne (cou des girafes),

- soit en réponse directe (rétro-active) à l’effet « délétère » de l’agent causal(insecticide, antibiotique…)

Ce type d’hérédité n’a pas été trouvé.Epigénétique et Evolution … (à suivre)

Mutations au hasard, rarement favorables, Sélection… Evolution !

Conclusion: les propositions explicites

de la synthèseen images.

ET tout cela n’est pas irréductiblement complexe !

Les mutations sont retenues par la sélection pour former des « organismes »

passablement adaptés à leur environnement.

Mutations RARES, Sélection… Evolution !

Nouveau Loto Français et EuroMillions.

Chances de toucher le gros lot au Nouveau Loto1 sur 19 068 840

Chances de toucher le gros lot à EuroMillions1 sur 76 275 360

Et chaque semaine on y joue et on y gagne !Parce qu’il y a beaucoup de joueurs…

comme il y a beaucoup d’êtres vivants, de générations… et de Sexe !

ROME ne s’est pas bâti en

UNE SEULE MUTATION

Chaque gagnant achète un tableau.

Et tous les mettent dans un même ensemble.

Les espèces sont des musées enrichis par héritages de générations en générations.

L’Evolution est bien un dessin (sic) intelligent !