SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2)
SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2)
SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1)
SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1)
SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1)
SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)
SV-G Reproduction (BCPST 2)
SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2)
SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2)
SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1)
SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2) IntroSV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2)

La diversité du vivant est le résultat d'une histoire évolutive et est en devenir permanent. Il s'agit ici de comprendre les mécanismes de l'évolution, à la lumière de la théorie synthétique de l'évolution, qui explique l'origine de la diversité génétique au sein des populations et des espèces, mais aussi de la diversité de celles-ci.
La phylogénie permet de reconstruire l'histoire évolutive des taxons. En BCPST 1, l'objectif est de comprendre les principes d'établissement des phylogénies. En outre, il existe d'autres regroupements d'organismes qui ne sont pas en rapport avec la phylogénie. C'est l'occasion de montrer que les classifications n'ont pas toutes la même signification, et que chacune dépend des objectifs du classificateur. En BCPST 2, il s'agit de se centrer sur l'exploitation d'arbres phylogénétiques afin de discuter des scénarios évolutifs.
Cette partie permet aussi aux étudiants de prendre du recul sur l'évolution biologique, qui constitue un fil rouge des programmes scolaires, et qui vise à dépasser des obstacles épistémologiques. Il s'agit notamment de dépasser une pensée finaliste en mobilisant un raisonnement sélectif darwinien et en laissant sa place au hasard. On évite aussi toute forme de fixisme (il n'y a ni fossile vivant, ni organisme primitif, ni pérennité de l'espèce).
SV-K-1 Les mécanismes de l'évolution (BCPST 2)
Savoirs visés : Capacités exigibles :
Les mécanismes de l'évolution peuvent être étudiés par différentes approches, dont l'évolution expérimentale.
Les mutations sont aléatoires et engendrent du polymorphisme dans une population. Les flux migratoires peuvent augmenter ou réduire le polymorphisme d'une population.
La sélection est un processus majeur de reproduction différentielle, où la valeur sélective (fitness) se mesure au nombre de descendants viables et fertiles produits.
La valeur sélective d'un trait génétique dépend de l'environnement ; elle diminue parfois la valeur sélective d'autres traits (compromis évolutif). La sélection exerce un tri orienté de la diversité génétique, mais peut aussi entretenir un polymorphisme dans certains cas.
La dérive génétique exerce un tri aléatoire dont l'intensité dépend de la taille des populations.
Elle agit sur tous les traits mais agit seule sur les traits neutres.
La biodiversité actuelle est donc à la fois le résultat de sélections et de dérives.

Précisions et limites :
On pourra s'appuyer notamment sur les expériences historiques de Luria et Delbrück (1948) et de Buri (1956) pour argumenter respectivement le caractère aléatoire des mutations et la dérive. La sélection balancée est construite sur l'exemple du locus S des Angiospermes ou de la proportion des mâles et des femelles afin de s'appuyer sur un exemple où seule la sélection intervient dans le maintien du polymorphisme.
Pour la dérive génétique, on s'appuie sur un exemple d'effet fondateur.


L'espèce, qui joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée, est un concept élaboré par l'être humain.
Chez les Eucaryotes, les isolements reproducteurs conduisant à des isolements génétiques permettent de définir des espèces biologiques.
Cet isolement conduit à des spéciations allopatriques ou sympatriques.
Néanmoins, les transferts horizontaux et les hybridations (qui induisent des introgressions) sont des limites à ces isolements. Ces phénomènes entraînent une évolution réticulée du vivant.
Les espèces et les populations ne sont pas pérennes car elles sont constituées d'individus qui varient et sont soumis à la sélection et la dérive ; de plus elles peuvent s'éteindre.
Sous l'effet de relations interspécifiques, les espèces sont en évolution permanente ou s'éteignent (théorie de la Reine Rouge) : c'est la coévolution, qui peut s'accompagner de cospéciation.

Précisions et limites :
On étudiera un cas de spéciation allopatrique et un cas de spéciation sympatrique.
La coévolution plante-pollinisateur peut s'appuyer utilement sur les analyses florales conduites en travaux pratiques.


Les espèces, formées de populations plus ou moins connectées entre elles, peuvent être étudiées comme des ensembles ou des réservoirs d'allèles.
Chez les diploïdes, l'hétérozygotie est plus ou moins maintenue selon le régime de reproduction (asexué ou sexué plus ou moins panmictique).
Le polymorphisme existant dans les populations est affecté par les mutations, la migration, la sélection et la dérive.
Le modèle de Hardy-Weinberg permet de caractériser les écarts à l'équilibre attendu en panmixie.


Précisions et limites :
Le modèle de Hardy-Weinberg (présenté comme modèle par défaut ou « modèle nul ») est étudié en terminale : il s'agit ici de le remobiliser et d'enrichir l'étude de la génétique des populations, notamment avec l'impact du régime de reproduction. Les conséquences génétiques de l'hétérogamie sont étudiées pour le locus S des Angiospermes.
Les tests statistiques vus en mathématiques peuvent être remobilisés en génétique des populations.





- Argumenter la notion de compromis évolutif à partir de l'exemple des caractères potentiellement handicapants des mâles.
- Comparer sélection directionnelle et sélection balancée.
- Exploiter des données pour déterminer une modalité de sélection sur des traits quantitatifs.
- Discuter de facteurs de sélection et de la valeur sélective d'un trait de caractère à partir de documents fournis.
- Modéliser, à l'aide d'un logiciel, des cas de sélection ou de dérive afin d'expliquer l'évolution d'une population.

- Distinguer les effectifs efficace et total d'une population dans l'intensité de la dérive.
- Mettre en relation le hasard et l'évolution de la biodiversité à partir de l'exemple de la crise Crétacé-Paléocène (dérive à partir des taxons survivants).













- Discuter différentes définitions de l'espèce, leurs contextes d'usage et leurs limites (définition biologique, phénotypique, écologique, phylogénétique, …).
- Exploiter des données scientifiques démontrant des cas de spéciation.


















- Argumenter la coévolution entre deux espèces pour un cas déterminé (plante-pollinisateur, hôte-parasite)
- Comparer les conséquences génétiques de la reproduction sexuée versus asexuée.
- Comparer les conséquences génétiques de l'homogamie et de l'hétérogamie.
- Comparer des données acquises par l'observation ou issues de publications aux proportions attendues d'après le modèle de Hardy-Weinberg et les interpréter.

Liens :
Notions d'adaptation, de convergences et de régressions évolutives (SV-B-3-3)
Diversité génétique, mutations, brassages génétiques et transferts horizontaux de gènes (SV-F-4)
Modalités favorisant la fécondation croisée ou le tri allélique ; sélection agronomique (SV-G)
Variation d'effectif des populations (SV-J-1)
Biocénose et diversité ; richesse spécifique (SV-J-2-1)
Relations interspécifiques (SV-J-2-2)
Phylogénie et biodiversité (SV-K-2-1)
Changement climatique et biodiversité (BG-C-3-3)
SV-K-2 Une approche phylogénétique de la biodiversité (BCPST 1 et BCPST 2)




"Les capacités surlignées en bleu sont celles qui peuvent être plus particulièrement
abordées lors des séances de travaux pratiques ou lors des activités de terrain,
sans que cela ne soit exclusif à ces séances." (programme officiel BCPST 2021)

Consulter le programme de BCPST1-2 : SV 2013 | ST 2013 | SV 2021 | BG 2021 | ST 2021