1A3 – De la diversification des êtres vivants à l`évolution de la

TS
Thème 1 – La Terre dans l'Univers, la Vie et l'évolution du Vivant
Partie 1A – Génétique et évolution
1A3 – De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité
1A3b – De l'évolution des populations à l'évolution des espèces
Capacités : réaliser une tâche complexe
« 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
appelé pizzly. Ce premier cas reste isolé jusqu'à ce que l’on retrouve au printemps 2012 un
nouvel ours bicolore. Fourrure blanche et pattes brunes, l'animal est cette fois une chimère
de seconde génération, né d'un grizzly mâle et d'une femelle hybride. »
Le Monde, 17/12/10
Ursus maritimus (ours polaire) et Ursus arctos (Ours brun, ou grizzly) sont considérés
comme deux espèces d'ours différentes. Or, selon la définition biologique de l'espèce : deux
individus appartiennent à la même espèce s'ils peuvent se reproduire ensemble et que leurs
descendants sont fertiles.
Problème : comment peut-on expliquer l'apparition du pizzli, hybride fertile, si l'ours polaire
et l'ours brun sont deux espèces distinctes?
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Ressources
Document 1 – Ursus arctos et Ursus maritimus, deux espèces d'ours bien différentes
Document 2 – Génétique et hybridation des Ursidés
Document 3 – Phylogénie des genres Ursus et Tremarctus
Document 4 – Hybridation et réchauffement de la planète
BILAN
Après avoir indiqué la définition de l'espèce qui vous semble vraie, résumer comment
peuvent se transformer ou disparaître des espèces
Document 1 - Ursus arctos et Ursus maritimus, deux espèces d'ours bien différentes
Ursus arctos d'Amérique du nord
( = grizzly ou ours brun)
Ursus maritimus
(= ours polaire)
Document 2 - Génétique et hybridation chez les Ursidés.
Le taxon des Ursidés réunit 8 espèces présentes en Eurasie et en Amérique. Des données fossiles
semblent indiquer la présence passée de ce taxon en Afrique, aucune donnée ne concerne l'Australie.
Six de ces espèces possèdent un caryotype à 74 chromosomes : seuls le panda géant ( 42
chromosomes) et l'ours à lunettes (52 chromosomes) possèdent un nombre différent de chromosomes.
Le panda géant (Ailuropoda melanoneuca) et l'ours à lunettes (Tremarcotos ornatus) sont considérés
comme les premiers embranchements de la famille des Ursidés. Différentes études situent l'origine du panda
géant au milieu du Miocène et celle de l'Ours à lunettes, à la fin du Miocène, avant la radiation* des six autres
Ursidés. Il a été montré que le panda géant est plus proche des ours que du panda roux, auquel on l'avait d'abord
rattaché. Cependant, l'ancienneté de la divergence avec les autres ours ainsi que celle de l'ours à lunettes les
classent dans des genres qui leur sont propre (Ailuropoda pour le panda et Tremarctus pour l'ours à lunettes);
ces deux espèces sont les derniers survivants de leur lignée.
De nombreux cas d'hybridations ont été observés chez les ours, en captivité mais aussi dans la nature.
Lorsque le statut reproducteur des hybrides est connu, ceux-ci sont généralement fertiles. Il est à noter
cependant qu'il n'y a pas d'exemples d'hybridations avec les pandas, ces derniers présentant des différences
génétiques majeures avec les autres espèces d'ours, notamment par leur nombre de chromosomes :
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Nombreux cas d'hybridations fertiles observées en captivité, puis plus récemment dans la nature, entre
l'ours polaire (Ursus maritimus) et l'ours brun (Ursus arctos) de l'Amérique du nord
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Un hybride recueilli ourson dans la nature et étudié en 2005 par Galbreath et al, au Cambodge, entre un
ours des cocotiers (Ursus malayanus) et un ours à collier (Ursus thibetanus)
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Un hybride né en captivité, entre un ours des cocotiers (Ursus malayanus) et un ours lippu (Melursus
ursinus)
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Un hybride né en captivité d'un croisement entre un ours à collier (Ursus thibetanus) et un ours à
lunettes (Tremarctos ornatus). Les études menées ont montré que cet hybride était fertile
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On parle de radiation quand, sur un temps très court (à l'échelle des temps géologiques), de
nombreuses espèces apparaissent à partir d'un ancêtre commun.
Document 3 - Phylogénie des genres Ursus et Tremarctus.
L'arbre phylogénétique ci-dessous a été réalisé à partir d'études récentes sur des restes d'ours des
cavernes.
La phylogénie et les âges de divergence ont été déterminés à partir de séquences d'ADN issues du
génome mitochondrial de l'ours des cavernes (Ursus spelaeus) et 7 espèces actuelles d'ours. Les ours bruns de
l'ouest (Ursus arctos ouest) et de l'est (Ursus arctos est) de l'Amérique du Nord ont été distingués. Cependant,
ils appartiennent à la même espèce.
Document 4 : Hybridation et réchauffement de la planète.
Il est possible de suivre l'évolution de la banquise et la disparition des barrières géographiques entre les
territoires naturels des ours bruns et des ours polaires dans l'océan arctique grâce à des observations réalisées
par satellites.
Capture d'écran du site http://igloo.atmos.uiuc.edu
« Chez les animaux comme chez les plantes, on sait aujourd'hui qu'il existe beaucoup de cas
d'hybridations spontanées », confirme Franck Cézilly, professeur d'écologie comportementale à l'Université de
Bourgogne (Dijon). La nouveauté, c'est que cet événement pourrait considérablement s'amplifier parmi les
mammifères polaires sous l'effet du réchauffement climatique. Du fait, d'une part, de la remontée vers le nord
de certaines espèces. Et d'autre part, parce que les populations sur le déclin, au-delà d'un certain seuil, ne sont
plus assez nombreuses pour que deux individus reproducteurs se rencontrent, ce qui augmente les chances
d'hybridations lorsqu'ils entrent en contact avec des représentants d'espèces proches. [...]
« Avant la fin du siècle, l'océan Arctique sera sans doute libre de glace durant l'été, explique le
chercheur. Les phoques et les baleines qui, jusqu'à présent, sont restés isolés par la mer de glace, évolueront
alors dans les mêmes eaux. » La baleine du Groenland et la baleine franche de Biscaye pourraient alors
s'accoupler, de même que les représentants d'espèces différentes de phoques, de marsouins. […]
S'ils sont fertiles, ces croisements risquent [...] de donner naissance à des animaux moins adaptés à leur
environnement. Particulièrement bien protégé du froid grâce à sa fourrure doublée d'une épaisse couche de
graisse, l'ours blanc, une fois mâtiné de grizzly, pourrait se révéler nettement moins apte à supporter les rudes
conditions du Grand Nord. Et certains de ces "pizzly", observés dans un zoo allemand, ont montré qu'ils
avaient la même aptitude à chasser le phoque que l'ours polaire, mais pas ses capacités de nageur hors pair.
« L'hybridation n'est pas forcément une mauvaise chose, et peut constituer une importante source de
renouvellement biologique. Mais si elle est provoquée par les activités humaines, elle se produit vite et risque
de réduire la diversité des gènes et des espèces », estiment les chercheurs américains, pour qui il est urgent de
mettre en œuvre le suivi génétique des animaux de l'Arctique. « Il faudra étudier le comportement des
nouveaux hybrides, les suivre sur plusieurs générations, vérifier s'ils gardent leur vigueur biologique et s'ils se
reproduisent entre eux », renchérit Franck Cézilly.
Le Monde, 17/12/10