Module 6

Question 1

C’est quoi la spéciation?

Answer 1

Processus par lequel une espèce se divise en deux ou en plusieurs espèces
Création d’une nouvelle espèce
Lorsque la spéciation a lieu, les nouvelles espèces “filles” partagent des caractéristiques parce qu’elles descendent d’un ancêtre commun

– Les espèces sont donc reliées entre elles à différents degrés, comme les individus dans un arbre généalogique
– Cela explique pourquoi les espèces peuvent être classifiées en groupes imbriqués basés sur des similarités (c.-à-d. Linné et les taxonomistes subséquents)

Question 2

La spéciation fait le lien entre quoi et quoi?

Answer 2

Entre les processus de microévolution et les patrons de macroévolution

Question 3

C’est quoi une espèces?

Answer 3

“Espèce” veut dire “sorte” ou “apparence” en latin
– La spéciation est un processus et les taxons varient entre eux selon leur chemin parcouru; ils atteignent éventuellement un point final où deux taxons ne peuvent plus produire des hybrides fertiles
– Lorsque le processus n’a pas encore atteint ce point final irréversible, les différentes définitions de l’espèce ne seront pas nécessairement en accord
– >20 définitions différentes ont été proposées (p. ex: biologique, phylogénétique, cohésion, écologique, internodale, morphologique)!
– Les différentes définitions ne sont pas correctes ou incorrectes, mais peuvent être plus ou moins utiles dans un contexte donné
– Notre objectif est d’essayer de comprendre comment de nouvelles espèces surviennent

Question 4

C’est quoi un espèces biologiques?

Answer 4

Les espèces biologiques sont des groupes effectivement ou potentiellement interféconds en nature, et qui ne produisent pas de progéniture féconde avec d’autres groupes.
– c.-à-d. que deux populations font partie de la même espèce si elles sont compatibles d’un point de vue reproductif

Question 5

Qu’est-ce que ça veut dire s’il y a une progéniture féconde?

Answer 5

L’habileté à produire une progéniture féconde entre deux groupes signifie que le flux génétique et possible, et l’échange d’allèles qui en résulte ralentit ou prévient l’accumulation de différences génétiques

Question 6

C’est quoi l’isolement reproductif?

Answer 6

L’isolement reproductif est l’opposé de la compatibilité; il est le résultat de barrières reproductives, définies comme les éléments biologiques des organismes qui réduisent ou préviennent l’échange de gènes avec les membres d’autres groupes

Question 7

C’est quoi l’avantage du concept biologique de l’espèce?

Answer 7

– Biologiquement pertinent: l’absence d’échange de gènes entre populations est le critère pour le statut d’espèce et signifie que les populations évoluent de façon indépendante
– Fournit une approche claire pour étudier la spéciation (c.-à-d. comprendre comment les barrières reproductives évoluent

Question 8

C’est quoi les désavantages du concept biologique de l’espèce?

Answer 8

– Ne peut pas être appliqué aux taxons asexués (p. ex. les procaryotes) ou aux fossiles
– Il peut être difficile d’évaluer les barrières génétiques (comparativement à la morphologie ou à la génétique)
– **Plusieurs “bonnes espèces” échangent des gènes, et la sélection naturelle maintient des divergences malgré un flux génétique continu (p. ex: on estime que ~16% des espèces d’oiseaux s’hybrident avec au moins une autre espèce en nature, ou même avec plusieurs autres espèces)

Question 9

C’est quoi la morphologie?

Answer 9

définit l’espèce en se basant sur des similarités morphologiques (c.-à-d. que les groupes qui sont distincts les uns des autres d’un point de vue morphologique sont des espèces différentes)
– Peut être appliqué aux fossiles et aux taxons asexués; mais est subjectif et n’inclue pas les espèces cryptiques

Question 10

Que veux dire “écologique”?

Answer 10

définit l’espèce en se basant sur leur niche écologique (les conditions physiques et environnementales requises par l’espèce, et ses interactions avec d’autres espèces); c.-à-d. des groupes qui habitent la même niche
– Peut être appliqué aux taxons asexués mais pas aux fossiles; est subjectif (les niches sont difficiles à quantifier)

Question 11

Quelles sont les 2 types de barrières reproductive?

Answer 11

Prézygotique (avant fertilisation)
Postzygotique (après fertilisation)

Question 12

C’est quoi la barrière reproductive prézygotique?

Answer 12

peut empêcher les membres d’espèces différentes de s’accoupler, faire échouer une tentative d’accouplement avant qu’elle réussisse, ou bloquer la fécondation si l’accouplement a lieu

Question 13

C’est quoi la barrière reproductive postzygotique?

Answer 13

empêche le zygote hybride de devenir un adulte viable ou fécond

Question 14

Quels sont les 5 barrières prézygotiques?

Answer 14

1. Isolement écologique
2. Isolement temporel
3. Isolement éthologique
4. Isolement mécanique
5. Isolement gamétique

Question 15

C’est quoi l’isolement écologique?

Answer 15

Population sur le même continent mais qui vivent dans des habitats différents
Les espèces se croisent très rarement

Question 16

C’est quoi l’isolement temporel?

Answer 16

accouplement ou floraison non synchronisé (saisons différentes ou différentes périodes du jour). Mécanisme plus commun chez les plantes.
S’accouplent à temps différent

Question 17

C’est quoi l’isolement éthologique?

Answer 17

comportemental): absence d’attraction sexuelle (parade nuptiale distincte)

Question 18

C’est quoi l’isolement mécanique?

Answer 18

copulation ou transfert de pollen est impossible à cause de l’incompatibilité des appareils génitaux ou de la structure différente des fleurs
Ex: escargots peuvent pas s’accoupler car leur coquille s’enroule dans 2 sens différent

Question 19

C’est quoi l’isolement gamétique?

Answer 19

les gamètes mâles et femelles ne peuvent se rencontrer, ou les spermatozoïdes et le pollen ne peuvent survivre dans les conduits génitaux des animaux et dans les stigmas des fleurs.

Question 20

Quelles sont les 4 barrières postzygotique?

Answer 20

• viabilité réduite des hybrides
• stérilité des hybrides
• déchéance des hybrides
• isolement postzygotique dépendant de l’environnement

Question 21

C’est quoi la viabilité réduite des hybrides?

Answer 21

les hybrides ne peuvent se développer ou ne peuvent se rendre à la maturité sexuelle. (ex. lors du croisement d’une chèvre et d’un mouton, le zygote meurt rapidement lors du développement intra-utérin)

Question 22

C’est quoi la stérilité des hybrides?

Answer 22

les hybrides ne peuvent pas produire de gamètes fonctionnels
Va seulement vivre une génération car il ne peut pas faire de bébé

Question 23

C’est quoi la déchéance des hybrides?

Answer 23

Les hybrides peuvent être viables et féconds (ex. tigon et liger) mais la progéniture est susceptible au cancer et autres maladies
Donc dépasse pas la génération F2

Question 24

C’est quoi l’isolement postzygotique dépendant de l’environnement?

Answer 24

– Une réduction de l’aptitude de l’hybride causée par un décalage entre leur phénotpe et l’environnement (c.-à-d. que les hybrides “tombent entre les niches”)
Phénotype intermédiaire

Question 25

C’est quoi “allopatrique”

Answer 25

qui a lieu dans des régions géographiques séparées et sans chevauchement

Question 26

C’est quoi “sympatrique”

Answer 26

qui a lieu dans la même région géographique ou des régions se chevauchant

Question 27

C’est quoi la spéciation allopatrique?

Answer 27

– Le flux génétique est réduit ou interrompu lorsqu’une population se divise en sous- populations isolées géograhiquement
– Les populations évoluent indépendemment, et accumulent des barrières reproductives
– Si un contact secondaire a lieu, les populations sont isolées sur le plan de la reproduction

Question 28

C’est quoi l’évidence biogéographique de la spéciation allopatrique?

Answer 28

– Plusieurs paires d’espèces apparentées ont des aires de répartition contigues, souvent séparées par une barrière géographique (p. ex: les crevettes pistolets et l’isthme du Panama)
– Les habitats isolés (comme les îles, les sommets de montagne, les lacs) ont souvent beaucoup d’espèces endémiques
– L’isolement reproductif parmi les populations augmente souvent avec la distance entre elles

Question 29

C’est quoi un exemple de spéciation allopatrique?

Answer 29

Les crickets d’Hawaii sur les îles

Question 30

C’est quoi la spéciation sympatrique?

Answer 30

– Spéciation ayant lieu en l’absence de barrière géographique
– Le flux génétique est interrompu entre deux groupes par un facteur (p. ex: la polyploïdie, une sélection naturelle ou sexuelle très divergente entre habitats)
– Implique généralement l’évolution de barrières prézygotiques qui préviennent la reproduction (p. ex: isolement comportemental, écologique, temporel)

Question 31

C’est quoi un exemple de la spéciation sympatrique?

Answer 31

Le cas des palmiers de l’Île Lord Howe:
– Les palmiers kentia (Howea forsteriana) et l’howéa de Belmore (H. belmoreana) sont deux espèces endémiques
– De l’évidence moléculaire indique qu’elles ont divergé d’un ancêtre commun longtemps après la formation de l’île
– Elles sont chacune spécialisées pour un type de sol différent, ce qui a causé une isolation temporelle
– Petite taille de l’île (<15km2) implique une divergence sympatrique

Question 32

C’est quoi le contexte géographique de la spéciation?

Answer 32

– Sympatrique vs. allopatrique sont deux extrêmes sur un gradient de flux génétique potentiel entre deux populations divergentes
– De l’évidence suggère que la spéciation sympatrique est extrêmement rare, mais aussi que la spéciation survient régulièrement en présence de flux génétique (c.-à-d. une allopatrie qui n’est pas “pure”)

Question 33

Quels sont les 4 mécanismes de la spéciation?

Answer 33

• écologique
• mutations
• polyploïdie
• renforcement

Question 34

C’est quoi la spéciation écologique?

Answer 34

– Isolement reproductif survient comme sous-produit d’une adaptation
à différentes niches environnementales
– c.-à-d. que la sélection naturelle diffère entre populations puisqu’elles habitent des evironnements biotiques et/ou abiotiques (c’est la sélection naturelle divergente), et la divergence phénotypique qui en résulte crée un isolement reproductif comme sous-produit
– Peut survenir dans n’importe quel contexte géographique
– Exemple: l’évolution corrélée de la morphologie du bec et du chant chez les pinsons de Darwin

Question 35

C’est quoi les mutations dans la spéciation?

Answer 35

– Des mutations peuvent créer de nouveaux allèles
– Les nouveaux allèles peuvent être incompatibles entre populations, et, en se fixant (par sélection naturelle ou dérive génétique), peuvent créer un isolement reproductif même si les conditions environnementales sont similaires dans les populations
– n’a lieu qu’en allopatrie

Question 36

C’est quoi la polyploïdie?

Answer 36

– Changements dans le nombre de jeux complets de chromosomes (c.-à-d. 2n, 3n, 4n, etc.)
– L’isolement postzygotique peut être instantané (les gamètes ont un nombre déséquilibré de chromosomes)
– a lieu en sympatrie
– commun chez les fougères et les plantes à fleurs, (on estime que la polyploïdie représenterait 2-4% de tous les événements de spéciation chez les plantes à fleurs et 7% chez les fougères)

Question 37

Quelles sont les 2 types de polyploïdie?

Answer 37

Autopolyploïdie
Allopolyploïdie

Question 38

C’est quoi l’autopolyploïdie?

Answer 38

un individu possédant plus de deux jeux de chromosomes provenant d’une même espèce

Question 39

C’est quoi l’allopolyploïdie?

Answer 39

un individu fertile possédant plus de deux chromosomes et issu du croisement de deux espèces différentes combinant leur chromosomes

Question 40

C’est quoi le renforcement?

Answer 40

– Le renforcement de barrières prézygotiques par la sélection naturelle en réponse à une diminution de l’aptitude des hybrides (c.-à-d. en réponse à un isolement postzygotique existant)
– Peut compléter un événement de spéciation initié par n’importe quel mécanisme
– Le résultat attendu est une isolation plus étanche entre populations sympatriques qu’entre populations allopatriques
– Requière un contact (c.-à-d. une sympatrie partielle)

Question 41

Quelles sont les 2 façons d’étudier la spéciation?

Answer 41

Les analyses de laboratoire
La spéciation en nature

Question 42

C’est quoi les analyses en laboratoire?

Answer 42

– Testent la faisabilité de divers mécanismes de spéciation et explorent les conditions sous lesquelles ces mécanismes ont plus ou moins de chances d’avoir lieu

Question 43

C’est quoi la spéciation en nature?

Answer 43

– Teste des hypothèses sur les causes d’isolations reproductives existantes entre de vraies espèces en nature

Question 44

Quels sont les 3 spéciations en nature?

Answer 44

I. les zones hybrides (‘expériences naturelles’)
II. Les barrières reproductives basées sur les traits
III. L’isolation reproductive dépendante de l’écologie

Question 45

Les expériences en laboratoires sont tester par quels 2 spéciations?

Answer 45

Spéciation par mutation
Spéciation écologique

Question 46

C’est quoi la spéciation par mutation?

Answer 46

L’isolement comportemental devrait évoluer entre populations indépendemment de l’environnement (same vs. different)

Question 47

C’est quoi la spéciation écologique?

Answer 47

Un isolement comportemental plus étanche entre populations adaptées à différents environnements

Question 48

C’est quoi la spéciation en nature: les zones hybrides?

Answer 48

– A lieu lorsque deux taxons avec isolement reproductif incomplet entrent en contact
– Des hybrides sont produits dans les régions de contact et peuvent servir de pont pour le transfert d’allèles, et donc de phénotypes, entre les deux espèces
– Les fréquences d’allèles/de phénotypes transitionnent de celles caractéristiques d’une espèces, vers celles caractéristiques d’une autre espèce en zone hybride ce qui peut former une bande étroite ou une mosaïque de populations
– Les dynamiques d’une zone hybride peuvent fournir une fenêtre naturelle pour étudier le processus de la spéciation

Question 49

Quels sont les 3 sorts des zones hybrides?

Answer 49

1. L’isolement reproductif (prézygotique) est renforcé, l’hybridation décline, la zone rétrécit, et la spéciation progresse
2. La zone hybride demeure stable
3. Le flux génétique l’emporte sur les mécanismes de divergence (p. ex: la sélection naturelle divergente), l’hybridation augmente, et les espèces “fusionnent”

Question 50

C’est quoi le sort de “L’isolement reproductif (prézygotique) est renforcé, l’hybridation décline, la zone rétrécit, et la spéciation progresse”?

Answer 50

Patron: la couleur du mâle est plus divergente en sympatrie qu’en allopatrie
Hypothèse: le renforcement en est la cause
Prédictions:
1. Les patrons de couleur divergents devraient renforcer l’isolement prézygotique
2. Les préférences des femelles pour la couleur des mâles devrait correspondre (c.-à-d. que les femelles gobemouche noir sympatriques devraient préférer les mâles brun plutôt que noir et blanc; toutes les autres femelles devraient préférer les mâles noir et blanc)

Question 51

C’est quoi le sort de “La zone hybride demeure stable”?

Answer 51

– Avec la production d’hybrides, le flux génétique est possible et des allèles se transfèrent d’une espèce à l’autre
– Une zone hybride stable implique une barrière freinant ce flux, comme une aptitude réduite des hybrides dû à des incompatibilités génétiques ou une sélection naturelle divergente dans chaque habitat

Question 52

C’est quoi le sort “Le flux génétique l’emporte sur les mécanismes de divergence (p. ex: la sélection naturelle divergente), l’hybridation augmente, et les espèces “fusionnent” ”?

Answer 52

Cela peut avoir lieu après un changement dans l’environnement

Question 53

Quand est-ce que la spéciation écologique est impliquer?

Answer 53

Si les traits causant l’isolement reproductif montrent qu’ils sont soumis à une sélection divergente entre les environnements
– p. ex: une explication plausible pour l’isolement comportemental limnétique-benthique est:
– que la sélection naturelle favorise différentes tailles et formes corporelles dans les différents habitats
– que le choix des partenaires est basé sur la taille et la forme corporelle

Question 54

C’est quoi l’étude de cas de Mimulus?

Answer 54

Qu’est-ce qui a causé la spéciation de ces deux espèces de Mimulus?

Patron: Il existe deux espèces très apparentées de Mimulus qui diffèrent au niveau du phénotype

Hypothèse: L’isolement reproductif a évolué comme un sous-produit d’une sélection divergente générée par les pollinisateurs (donc, un cas de spéciation écologique)

Test expérimental:
1. Créer une population expérimentale de F2 en laboratoire dans laquelle différents traits varient plus ou moins indépendemment
2. Transplanter les F2 en nature (Parc national de Yosemite) et quantifier les taux de visite par des abeilles ou des colibris en association avec divers traits

Prédiction: Les traits de type M. lewissi devraient être favorisés par les abeilles, alors que les traits de type M. cardinalis devraient être favorisés par les colibris

Conclusion: les phénotypes divergents sont des adaptations à différents pollinisateurs, qui génèrent un isolement prézygotique par le fait même.

La génétique de l’isolement reproductif: Un petit nombre de gènes sont sous-jacents aux différences phénotypiques et à l’isolement reproductif
– des allèles alternatifs au locus yup affectent la couleur des fleurs et donc l’attrait des pollinisateurs

Question 55

Comment est-ce que l’isolement postzygotique dépend de l’écologie?

Answer 55

– A lieu lorsque l’aptitude de l’hybride est réduite à cause d’un décalage entre leur phénotype et leur environnement; c.-à-d. que la diminution de l’aptitude a une base écologique
– En l’absence d’un “environnement intermédiaire”, on s’attend à ce qu’il y ait une sélection divergente entre les environnements (c.-à-d. une spéciation écologique)
– Cela peut être testé avec des expériences de transplantation réciproque d’espèces parentales et d’hybrides dans les deux habitats

Question 56

C’est quoi un exemple où l’isolement postzygotique dépend de l’écologie?

Answer 56

– Patron: hôtes divergents pour Neochlamisus: exploitent soit l’érable, soit le saule
– Hypothèse: spéciation écologique
– Prédiction: la performance des hybrides dépend de leur aptitude dans chaque environnement (c.à-d. un isolement postzygotique dépendant de l’écologie)

Question 57

C’est quoi l’évolution expérimentale?

Answer 57

Une technique où de multiples populations (réplicats) sont dérivés d’un ancêtre commun, puis leur évolution est étudié sous diverses conditions contrôlée par l’expérimentateur

Question 58

L’évolution expérimentale peut être utiliser pour tester quoi?

Answer 58

La spéciation par mutation et écologique