BIO1530 - Intra 1

Science

Étude systématique de la structure et du comportement du monde physique et naturel à travers l’observation et l’expérience

Biologie

Science du vivant

Recherche scientifique

Différentes méthodes qu’utilisent les scientifiques pour étudier le monde physique et naturel et pour proposer des explications basées sur les données tirés de leurs travaux

Sciences descriptive

Cherche à caractériser des patrons

Science par hypothèse

Teste une ou plusieurs explications causales pour un patron observé

Explique la relation entre la science descriptive et la science par hypothèse

La science descriptive alimente la science par hypothèse. La science par hypothèse interprète des patrons (ie explique la science descriptive)

Raisonnement inductif

Généralisation basée sur un grand nombre d’observations spécifiques. Le raisonnement inductif est souvent la source d’hypothèses, mais, n’est idéalement pas utilisé pour les tester.

Indique le type de raisonnement de cet exemple: Toutes les oranges que j’ai goutés étaient sucrées → Toutes les oranges sont sucrées

Raisonnement inductif

Raisonnement déductif

Une forme de raisonnement basé sur une ou plusieurs prémisses et menant à une conclusion logique. Consiste à émettre une hypothèse et à tirer des conclusions de cette hypothèse.

Indique le type de raisonnement de cet exemple: P1: Tous les chiens ont des puces + P2: Ceci est un chien → Ce chien a des puces

Raisonnement déductif

Hypothèse par déduction

Une hypothèse émise sous la forme SI-ALORS

Hypothèse

L’explication causale d’un patron

Prédiction

L’énoncé de ce qui sera observé sous certaines conditions spécifiques si l’hypothèse est vraie.

Comment la démarche scientifique teste les hypothèses?

La démarche scientifique utilise la déduction pour dériver des prédictions et donc pour tester des hypothèses.

Quelles sont les conditions d’une bonne hypothèse? Qui émet ces conditions pour la première fois?

Selon Sir Karl Popper, les hypothèses scientifiques doivent être causales et réfutables (au moins en principe)

Qu’est-ce qu’une hypothèse réfutable?

Un hypothèse pour laquelle il existe des énoncés d’observation la contredisant

Étude observationnelle

Une étude pour laquelle le chercheur prend des mesures, mais ne manipule pas le système.

Expérience de manipulation

Une étude pour laquelle le chercheur change quelque chose et compare ce qui se passe à un témoin ou à d’autres traitements

Quel type d’étude contient le plus de facteurs confondants?

Étude observationnelle

Puissance inférentielle

À quel point les résultats supportent la conclusion

Facteur confondant

Un facteur séparé, souvent inconnu, qui pourrait être responsable du patron observé

Témoin

Procédure expérimentale ou un niveau de traitement visant à minimiser les effets des facteurs confondants

Comment l’extrapolation affecte la puissance inférentielle?

Plus tu extrapoles, plus petite est la puissance inférentielle

Quel est un exemple commun d’extrapolation?

Entre espèces (rats pour humains)

Quels sont les deux facteurs qui ont le potentiel de diminuer la puissance inférentielle?

1) Une grande présence de facteurs confondants

2) Une grande quantité d’extrapolation

Test d’hypothèse statistique

Un test qui cherche à savoir si un patron observé est vrai (est-il arrivé par chance?)

Qu’est-ce que l’acquisition de connaissances requière?

Que les chercheurs soient:

• Rationnels

• Sceptiques

• Objectifs

• Méthodologiquement matérialistes

Pseudo-science

Études qui ne cherchent qu’à confirmer des croyances

Théorie

Une hypothèse ayant survécu à de nombreuses tentatives de réfutation

Théorie scientifique

Explication d’un aspect du monde naturel ou physique qui a été testée à répétition avec la démarche scientifique.

La pensée évolutive d’Aristote

Aristote (384-322 AEC) met l’emphase sur l’importance de l’observation directe de la nature et argumente que les principes devraient être en accord avec les faits (observations). Il observe les différences et similarités entre organismes.

La pensée évolutive chez les Grecs

Scala naturae. Un « dessein intelligent » est promu, datant d’aussi loin que les premiers Grecs, accepté par le savant médiéval Thomas d’Aquin (1224-1274) et influencent reformulé par William Paley (1743-1805) via l’analogie de l’horloger.

L’analogie de l’horloger

Argument que les structures complexes des êtres vivants ainsi que les adaptations remarquables des plantes et des animaux constituent l’évidence d’un dessein intelligent.

Qui établie la classification moderne?

Carl von Linné. Il développe un système taxinomique dans lequel tous les organismes sont arrangés en groupes hiérarchiques selon leur similarité avec les groupes supérieurs imbriqués dans les groupes inférieurs.

Explique l’idée d’une jeune Terre

Le christianisme introduit l’idée que la Terre est jeune. L’évêque James Ussher utilise des généalogies pour calculer que Dieu à créer le Monde le 23 octobre 4004 AEC à 6h.

Cette idéalogie est répandue, Isaac Newton l’accepte, mais date la création à 3998 AEC.

Quels type de pensée est généralisé avant Darwin?

Que des espèces immuables crées par un pouvoir divin

Une jeune Terre

Qu’est-ce que James Hutton argumente?

Il argumente que la façon dont les couches rocheuses sont alignées, et les procédés d’érosion et de sédimentation, indiquent que le Monde est inconcevablement vieux.

Charles Lyell

Il tente d’expliquer des éléments géologiques existants en faisant appel à des procédés géologiques alors observés, argumentant que ces procédés doivent avoir opéré sur de très longues périodes de temps de façon graduelle (uniformitarisme)

Quel est le rôle des fossiles dans l’établissement des théories sur l’évolution?

Georges Cuvier établit le fait de l’extinction: il existe des espèces dans le registre de fossiles ne vivant plus aujourd’hui.

Mary Anning découvre plusieurs fossiles qui appuient cette théorie

Qu’est-ce que l’extinction remet en cause?

L’idée que la faune et la flore de la Terre ont été constants ouvrant la porte à la fois à l’idée de changement et à l’idée que ce changement a eu lieu sur de très longues périodes

Georges-Louis Leclerc

Pense que la Terre s’est formée de débris après qu’une comète soit entrée en collision avec le soleil

Erasmus Darwin

Propose que toute vie s’est transformée et s’est diversifiée sur des millions d’années, que les humains marchaient initialement sur les quatres membres et que l’humain descend d’une autre espèce primate

Robert Chambers

Propose que les espèces ont changé avec le temps et que les changements furent lents et graduels. (Selon Darwin, son raisonnement sur le mécanisme de l’évolution était inadéquat)

La théorie de Lamarck

1ere théorie détaillée de l’évolution;

Il propose que de nouvelles espèces plus complexes descendent graduellement d’espèces plus vieilles et moins complexes.

Il suggère la transmission de caractères acquis: les traits acquis au cous de la vie d’un individu, par l’usage ou non de certaines structures (long cou des giraffes)

L’héritage de Lamarck

Il a proposé et connecté à l’aptitude dans l’environnement (explication de l’idée actuelle de l’adaptation) un mécanisme de l’évolution - le premier à le faire

Catastrophisme

Idéalogie de Cuvier - les espèces naissent et disparaissent par des grands catastrophes

Darwin avant son voyage

Protestant orthodoxe, croyant au grand déluge et au catastrophisme

Qu’est-ce que Darwin lit sur le Beagle?

“Principles of Geology” de Charles Lyell; cette lecture attire son attention sur la géologie lors de son voyage

Darwin après son voyage

Il débarque du Beagle 5 ans plus tard empreint du principe uniformitarisme de Lyell et Hutton.

Il est convaincu que les espèces changent, mais il lui manque un mécanisme pour expliquer comment

Quels sont les 5 faits incohérents avec le créationnisme que Darwin découvre?

1) Les espèces sur des îles différentes dans des habitats très similaires sont distinctes

2) les espèces des îles sont très similaires aux formes des continents les plus près (ancêtre commun)

3) la faune et la flore de l’Afrique, l’Europe et de l’Amérique du Nord ont relativement peu d’espèces en commun, même avec beaucoup d’habitats similaires

4) les animaux et les plantes des zones tempérées d’Amérique du Sud ressemblent davantage aux espèces des zones tropicales d’Amérique du Sud, plutôt que de ressembler aux espèces des zones tempérées d’Europe

5) les fossiles des mammifères d’Amérique du Sud qui n’existent plus sont similaires aux espèces actuelles

Pourquoi Darwin attend-il 23 ans avant de publier The Origin of Species?

Il voulait de l’évidence exhaustive pour supporter ses idées;

Voulait établir sa réputation en tant que naturaliste et géologue;

Craignait une persécution religieuse ou honte sociale;

Ne voulait pas offenser sa femme qui était extrêmement religieuse

Alfred Russel Wallace

Arrive à la même théorie que Darwin (sélection naturelle). Lui et Darwin publient un article dans la Linnean Society journal.

Quelles sont les deux grandes idées de la théorie de Darwin?

La descendance avec modification

La sélection naturelle

La descendance avec modification

Darwin raisonne que les humains ainsi que toutes les autres espèces sont reliées comme les membres d’une famille dans un arbre généalogique (toutes les espèces sont connectés parce qu’elles ont évolué d’un ou plusieurs ancêtres communs)

Homologie

Ressemblance de caractères résistants d’une ascendance commune

Quelles sont les preuves d’un ancêtre commun?

Les fossiles et la biogéographie

Sélection naturelle selon Matlhus

Selon Mathus, chaque population humaine à tendance à s’accroître en nombre de façon géométrique alors que les ressources disponibles pour nourrir ces populations s’accroissent de façon arithmétique

La population humaine augmente beaucoup plus vite que ses moyens de subsistance. Cela mène au chaos et à une réduction sensible de la population.

Quels sont les ingrédients critiques pour la sélection naturelle?

Toutes les espèces peuvent produire une descendance plus abondante que celle que leur environnement peut soutenir → Il y aura un combat pour l’existence

Les individus varient → le succès dans le combat pour l’existence n’est pas aléatoire et dépend de certains traits. C’est la sélection naturelle

Beaucoup de la variation entre individus est héréditaire → Évolution par sélection naturelle (La capacité de survie et de reproduction (différentiel de reproduction) entraîne une accumulation de traits favorables dans la population.

Quelles sont les 2 conditions de la sélection naturelle?

1) Les individus varient pour un trait

2) Il existe une association non-aléatoire entre le trait et le succès reproductif

Quelles sont les 3 conditions pour que la sélection naturelle produise un changement évolutif?

1) Les individus varient pour un trait

2) Il existe une association non-aléatoire entre le trait et le succès reproductif

3) Le trait est héréditaire

Sélection naturelle

Processus dans lequel les individus dotés de certains caractères héréditaires tendent à avoir des taux de survie et de reproduction plus élevés que les autres en raison de ces caractères

Adaptation

Ensemble de caractères héréditaires conférant à un organisme la capacité de survivre et de se reproduite dans un environnement particulier

Évolution

Ensemble des changements dans la composition génétique d’une population de génération en génération

Sélection artificielle

Lorsqu’on force une espèce à se modifier avec un but fixe. Elle prend fin lorsque le but est atteint

Évolution expérimentale

Technique où des conditions biotiques ou abiotiques sont contrôlées et manipulées dans des populations pour étudier le résultat évolutif

Quels sont les objections principales de la sélection naturelle?

1) Aucune nouvelle espèce n’a été crée via la sélection artificielle, seulement que des variétés

2) Il est improbable que les précurseurs d’organes complexes (ex oeil) aient été avantageux

3) La Terre n’est pas assez vielle

4) La sélection naturelle épuisera éventuellement la variation, ce qui freinera l’évolution

Hypothèse du mélange des caractères

Stipule que les deux parents participent à égalité à la fabrication de la progéniture

Pangenèse de Darwin

Des gemmules (particules héréditaires) sont produites par chaque partie du corps ou organe. Plus l’organe est utilisé, plus il grossit, plus il contient de gemmules (et vice-versa). Les gemmules seraient transportées dans le sang en provenance de tous les organes du corps et rassemblées dans les gamètes.

Réfutée par Francis Galton.

Théorie de Weismann

Seules les cellules sexuelles sont responsables de l’hérédité, alors que le reste de l’organisme n’est qu’une structure qui disparait avec la mort de l’individu

Gregor Mendel

Père de la génétique moderne

Caractère

Propriété héréditaire qui varie d’un individu à l’autre

Trait

Variété ou forme d’un même caractère

Pourquoi Mendel choisit-il les pois?

1- Différentes variétés aux caractères différents

2- Temps de génération court

3- Descendance nombreuse

4- Peu coûteux

5- Possibilité d’autofécondation OU de pollinisation croisée

Lignée pure

Variétés qui ,au fil des génération, ne produisent après autofécondation que des descendants identiques à la plante parent

Hybridation

Croisement de lignées pures

Allèle

Version possible d’un même gène

Loi de la ségrégation

Tout organisme hérite de deux copies d’un gène de chaque caractère (une du père et une de la mère). Si les deux allèles d’un locus sont différents, l’un d’eux est dominant et l’autre est récessif.

Phénotype

Caractère observable

Génotype

Constitution allélique d’un organisme

Homozygote

Organisme possédant une paire d’allèles identiques d’un gène pour un caractère donné

Hétérozygote

Organisme possédant deux allèles différents d’un gène pour un caractère donné

Monohybride

Individu hétérozygote pour un caractère en particulier

Croisement monohybride

Croisement entre monohybrides

Dihybride

Individu hétérozygote pour deux caractères

Croisement dihybride

croisement entre dihybrides

Loi de l’assortiment indépendant des caractères

Deux ou plusieurs gènes s’assortissent de façon indépendante au moment de la formation des gamètes

Quel est l’impact initial de la théorie de Mendel?

Les premiers généticiens ont mis l’accent sur l’aspect discontinu ou discret des traits associés avec les ratios mendéliens et ont rejeté la variation continue observée en nature et en prétextant qu’elle était non-mendélienne et sans importance évolutive

Théorie des mutations

L’émergence des nouvelles espèces en une ou plusieurs étapes par l’intermédiaire de mutations qui causent des modification morphologiques substantielles.

Quels sont les évènements marquants du néodarwinisme ?

Le lamarckisme a été définitivement réfuté

On commence à comprendre l’effet du hasard dans la transmission des allèles de génération en génération

Le fondement génétique des changements évolutifs a été établi

Les études génétiques ont démontré l’existence d’une variation importante et persistance qui forme le matériel héréditaire de base pour l’évolution

Cette variation continue a une base mendélienne, c’est-à-dire qu’elle implique la ségrégation des particules héréditaires ayant un effet phénotypique minime

Dominance complète

L’allèle dominant masque complètement l’effet de l’allèle récessif chez un hétérozygote

Dominance incomplète

Aucun des allèles n’est complètement dominant et les hybrides de la génération F1 ont un phénotype intermédiaire

Codominance

Les deux allèles d’un même gène se manifestent entièrement et de manière indépendante dans le phénotype

Pléiotropie

Lorsqu’un gène influe plus d’un caractère

Épistasie

Lorsque l’expression phénotypique d’un gène occupant un locus agit sur celle d’un gène occupant un autre locus

Polygénie

Lorsqu’un trait phénotypique est sous l’effet de l’action combinée de deux ou plusieurs gènes

Microévolution

Changement dans la fréquence allylique d’une génération à l’autre dans une population; le focus est sur la variation au sein des populations et des espèces

Macroévolution

Évolution à un niveau supérieur à l’espèce; le focus est sur la variation entre espèces, et sur les phénomènes comme la diversification, la spéciation et les extinctions de masse

Quels mécanismes peuvent engendrer la microévolution

La dérive génétique, le flux génétique et la sélection naturelle

Quel est le préalable pour la microévolution?

La variation génétique

Variation génétique

Différences entre individus dans la composition de leurs gènes ou d’autres segments d’ADN