Activité : l'histoire des ours

Document 1. Différentes espèces actuelles d’ours.

Document 3. Analyse des pourcentages de ressemblance génétique entre les espèces d'Ursidés.

Les pourcentages de ressemblance génétique présentés dans ce tableau reflètent les similarités dans les génomes des différentes espèces d’Ursidés. 

Méthode pour construire un arbre de parenté à partir des pourcentages de ressemblance génétique

Construire un arbre de parenté permet de représenter les liens de parenté entre différentes espèces en fonction de leur degré de ressemblance génétique.

Plus le pourcentage de ressemblance est élevé, plus les espèces partagent un ancêtre récent.

Voici une méthode en plusieurs étapes :

Au brouillon

1. On commence par regrouper les espèces qui ont la distance génétique la plus faible, c’est-à-dire celles qui sont les plus proches génétiquement.

2. On identifie les deux espèces les plus proches et on les relie dans un premier groupe.

3. Ce processus est répété jusqu’à ce que toutes les espèces soient placées.

4. À l’aide de l’horloge moléculaire (cf. "Utilisation de l'horloge moléculaire"), on estime le moment où chaque groupe d’espèces s’est séparé de son ancêtre commun. On applique cette règle à chaque séparation entre espèces pour placer les branches sur une échelle de temps.

Au propre

Une fois les relations établies et les temps de divergence estimés :

• On trace un arbre avec des branches reliant les espèces selon leur degré de parenté.

• Les espèces les plus proches sont regroupées sur des branches communes.

• L’axe du temps est ajouté pour montrer quand les divergences (événements de spéciations) ont eu lieu.

Utilisation de l'horloge moléculaire

Lorsqu'on compare l'ADN de différentes espèces, on peut mesurer la différence entre leurs génomes en pourcentage. Cette différence génétique reflète le nombre de mutations qui se sont accumulées depuis que ces espèces ont divergé à partir d'un ancêtre commun.

En analysant les distances génétiques observées entre ces espèces, on a remarqué que 1 % de différence génétique correspond en moyenne à une séparation d’environ 0,5 million d’années. Cela signifie que si deux espèces d'ours présentent une différence génétique de 5 %, elles ont probablement divergé il y a environ 2,5 millions d'années.

Cette méthode repose sur l’horloge moléculaire, une idée selon laquelle les mutations dans l'ADN s’accumulent à un rythme relativement constant au fil du temps. Cela permet aux scientifiques d’estimer quand les espèces ont commencé à évoluer séparément, même si on ne trouve pas directement de fossiles de leur ancêtre commun.

En résumé : plus la différence génétique entre deux espèces est grande, plus leur séparation évolutive est ancienne !

Document 4. Localisation de quelques fossiles d’Ursus datés de 5 à 4 millions d’années.

Pour cette période, les scientifiques ont identifié au moins 10 espèces différentes, toutes trouvées en Eurasie (elles sont toutes éteintes aujourd’hui).

Document 6. La spéciation.

La spéciation est, en biologie, le processus évolutif par lequel deux espèces se forment à partir d’une espèce ancestrale (on parle de divergence à partir d'un ancêtre commun).

Lors que les deux populations commencent à diverger, les hybridations avec descendance fertile sont encore possibles, mais avec le temps, les forces évolutives (mutations, sélection naturelle et dérive génétique) conduisent à une accumulation de différences entre les deux populations, si bien qu’au bout d’un certain temps, l’hybridation n’est plus possible.

La spéciation est aboutie lors que les deux populations partageant les mêmes ancêtres ne sont plus interféconds.

La spéciation dites allopatrique est le mode de spéciation le plus courant chez les animaux. Selon ce mode de spéciation, des populations initialement interfécondes évoluent en espèces distinctes car elles sont isolées géographiquement.