Sélection et dérive 2nde 5

Des mécanismes à l'origine de l'évolution des êtres vivants

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La théorie de l’évolution constitue une grande théorie unificatrice qui a permis de faire converger les différents champs de la connaissance du vivant depuis le niveau moléculaire jusqu’à celui des populations et des écosystèmes. On dispose aujourd’hui de preuves issues de la géologie, de la paléontologie et de la biologie qui démontrent que la vie a une histoire, longue d'environ 3,8 milliards d’années, et que tous les êtres vivants dérivent d’une origine commune et ont évolué au cours des temps géologiques.

Charles DARWIN (1809-1882

Activité 2 : modéliser la dérive génétique

Activité 1 : modéliser la sélection naturelle

Les phalènes du bouleau sont des papillons nocturnes qui passent la journée plus ou moins immobiles sur des pierres ou sur l’écorces des bouleaux. Dans un environnement non pollué les supports des phalènes sont clairs, mais après une pollution intense en Angleterre lors de la révolution industrielle, les papillons se posaient sur des supports sombres. Les phalènes sont principalement consommées par des oiseaux (prédateurs). Alors qu’il n’existait que des papillons de couleur claire, on vit apparaître des papillons sombres qui sont devenus de plus en plus nombreux. Plus tard, dans les régions où la pollution a diminué, les formes claires sont redevenues les plus nombreuses dans les populations de phalènes. La coloration de la phalène dépend d'un seul gène, qui possède deux allèles : l'allèle carbonaria C+ étant dominant sur l'allèle typica c . Il existe deux formes de phalènes :

A vous de jouer!

1- Réalise la modélisation de la sélection naturelle à l'aide du logiciel « phalènes » disponible à cette adresse :

Consignes : Il s'agit de chasser les phalènes sur dix saisons (bouton année suivante) en respectant les conditions observées en Angleterre. Tu feras une capture d'écran du graphique de l'évolution des fréquences des phénotypes [noir] et [blanc] et des allèles C+ et c. Pour reconstituer l’évolution des phalènes d’Angleterre après pollution, tu choisiras au début : - 100 % de phalènes blanches, - fréquence des mutations : fréquentes 5% (pour obtenir des résultats plus nets) - des arbres avec écorce foncée. Puis à la 6ème saison, tu passeras à une écorce claire car des mesures ont été prises pour limiter la pollution. BONNE CHASSE !

2- Quand tu as terminé la chasse aux phalènes, réponds au QCM en cliquant sur le lien avant de réaliser la 2ème activité.

QCM

Dans une population, il peut exister plusieurs allèles d'un même gène, c'est-à-dire, différentes versions de ce gène. Au fil des générations, les fréquences de ces allèles peuvent varier d'une manière aléatoire. Cela signifie qu'elles peuvent diminuer ou augmenter « au hasard ». Ces changements de fréquence se font donc dans n'importe quel sens, comme un iceberg dérive dans l'océan. C'est pourquoi les scientifiques parlent de « dérive » génétique.

Modélisation de la dérive génétique dans un élevage d'escargots des haies.

Chez l'escargot des haies, la couleur de la coquille est déterminée par un gène dont il existe plusieurs allèles. Les escargots seront représentés par des boules et les différentes versions des allèles par des couleurs. La couleur de ces escargot n’a pas d’influence sur leur survie.

> Lancer la modélisation puis rendez-vous à la page suivante pour avoir les

instructions

Le logiciel simule l’évolution de la fréquence des allèles du gène responsable de la couleur de la coquille au cours de générations successives. Par souci de simplification, le nombre d'individus à chaque génération est constant. Notre élevage est constitué de 9 escargots qui peuvent se reproduire totalement au hasard car aucun d’entre eux n’est avantagé par les allèles qu’il possède dans notre vivarium. De plus, on sait qu'il existe 5 allèles différents au sein de notre élevage.

Consignes :

• Choisir : nombre de boules : 9 (représente les individus) et nombre de couleur : 5 (représente les 5 allèles)
• Cliquer sur démarrer puis tirer une boule et enfin tout tirer. Vous avez obtenu votre première génération.
• Réaliser ainsi 8 tirages et réaliser une capture d’écran des résultats obtenus.
• Réinitialiser et recommencer 3 fois la même expérience, en faisant à chaque fois une capture d’écran des résultats.

Questions : 1- Décrire comment varie la répartition des allèles. Quel phénomène influence leurs variations ? 2- Refaire la modélisation 3 fois avec un élevage de 100 escargots qui présente 5 allèles différents. Qu'observez-vous ? 3- Répondre au

QCM

pour conclure

La dérive génétique

La sélection naturelle

Conclusion : Pour terminer, résumer en quelques phrases ce que vous avez compris de la sélection naturelle et de la dérive génétique.

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