chapitre 4 - partie 3
III . LES MÉCANISMES CRÉATEURS DE LA BIODIVERSITÉ.
BD à découvrir : http://darwin.webcomics.fr/page/couverture#page
Objectifs : Saisir des informations, logiciels de simulation
Problématique : Recenser une autre cause des modifications génétiques au cours du temps
Prérequis : Un gène occupe la même position sur chacun des deux chromosomes d’une paire. Il peut présenter des versions différentes appelées allèles. Les cellules possèdent, pour un même gène, soit deux fois le même allèle, soit deux allèles différents. Au cours de sa formation, chaque cellule reproductrice reçoit un chromosome de chaque paire. Lors de la fécondation, spermatozoïde et ovule participent à la transmission de l’information génétique pour chaque paire de chromosomes, un chromosome vient du père, un de la mère. Le hasard joue un rôle important dans le brassage génétique
A. LA DÉRIVE GÉNÉTIQUE.
La fréquence des allèles d'un gène varie au cours des générations : on peut observer ce que deviennent ces allèles en fonction de la taille de l’échantillon
A l’aide de l’onglet « accéder à la ressource », enregistrer le logiciel «Évolution allélique » à partir de http://www.ac-nice.fr/svt/productions/fiche.php?numero=52
- Assurez vous d’être sur l’écran « dérive génétique » (en bas à droite) et réaliser l’ « exploitation de documents » indiquée ci dessous:
Effacer les courbes afin d’étudier l’impact de l’effectif de la population, utiliser la fonctionnalité « effacer toutes les courbes » dans le menu « Affichage » puis dans «effectif de la population » indiquer 10000 : quels sont les résultats obtenus?
La dérive génétique est une variation aléatoire de la fréquence des allèles au cours du temps au sein d’une population. Elle est une conséquence de la reproduction sexuée qui ne permet que la transmission de certains allèles aux descendants. La dérive génétique est davantage marquée lorsque l’effectif de la population est faible : elle conduit à isoler génétiquement certaines espèces. La dérive génétique est un élément de la biodiversité des espèces
B. LA SÉLECTION NATURELLE.
- Basculer sur l’écran « sélection naturelle » et utiliser les fonctionnalités du logiciel pour confirmer l’hypothèse explicative proposée.
La sélection naturelle est une variation non aléatoire de la fréquence des allèles. Dans un milieu donné, certains allèles donnent un avantage aux individus qui les portent : ils se reproduisent donc plus. Au fur et à mesure des générations, la fréquence de cet allèle augmente dans la population.
La sélection naturelle explique l’adaptation des espèces à leur milieu de vie.
BILAN :
La dérive génétique est une variation aléatoire de la fréquence des allèles au cours du temps dans une population. Elle est une conséquence de la reproduction sexuée, qui transmet certains allèles seulement aux descendants.
La dérive génétique est plus marquée lorsque l’effectif de la population est faible, elle conduit à la disparition de certains allèles et conduit à isoler génétiquement certaines espèces d’une population.
La dérive génétique est un élément de la biodiversité des espèces.
La sélection naturelle est une variation non aléatoire de la fréquence des allèles.
Dans un milieu donné certain allèles donnent un avantage aux individus qui les portent. Ils se reproduisent donc plus et au fur et à mesure des générations, la fréquence des allèles augmente dans la population.
La sélection naturelle explique l’adaptation des espèces à leur milieu de vie.
L’effet combiné des la dérive génétique et de la sélection naturelle conduit à une transformation des espèces au cours du temps. Lorsque les différences génétiques entre populations sont devenues importantes, on voit apparaitre des nouvelles espèces.
Prenons l'exemple d'une population de pinsons sur les îles Galápagos.
TRAVAIL DE GARNIK GONDJIAN 2nde JAUNE
http://prezi.com/tdjyh2rym9im/les-pinsons-des-galapagos/
La population initiale présente des pinsons ayant des épaisseurs de becs différentes, allant du pinson à gros bec au pinson à bec fin (l’épaisseur du bec est en relation avec le régime alimentaire des pinsons)
La taille du bec est en étroite relation avec l’environnement dans lequel les pinsons vivent :
La population initiale de pinsons vivait sur une île présentant des habitats à la fois secs et humides.
Dans l’habitat sec, la sélection favorise les becs épais alors que ce sont les becs plus fins qui sont favorisés en habitat humide.
Comme le croisement conduit à un flux de gènes important entre les populations des deux habitats, la taille du bec de la population répond à une moyenne des deux environnements (majorités de pinsons à becs intermédiaires, Geospiza fortis).
-‐ Un bec fin permet d’accéder à une nourriture d’environnement humide où les graines possèdent des coquilles fines.
-‐ Un bec épais permet d’accéder (par effet de levier et de force du bec) à une nourriture d’environnement sec où les graines possèdent des coquilles épaisses.
-‐ Un bec intermédiaire permet d’accéder à une ressource mixte composée à la fois de graines à coquilles épaisses et de graines à coquilles fines, caractéristique des environnements mixtes ou de la présence d’une seule espèce dans deux environnements différents.
Plusieurs types de sélection naturelle peuvent alors intervenir :
1er cas : si les conditions climatiques se maintiennent La pression sélective tend à éliminer les extrêmes en favorisant les individus à l’épaisseur du bec intermédiaires; les individus qui auront le plus grand succès reproducteur seront ceux qui auront accès à la plus grande quantité de ressources, c'est-à-dire ceux qui pourront prélever des graines dans les deux habitats, chassant les pinsons aux épaisseurs de becs extrêmes (majorités de pinsons à becs intermédiaires, Geospiza fortis).
2ème cas : évolution du climat vers un climat plus humide (inversé si climat plus aride) La compétition pour les ressources va être responsable d’un déplacement du caractère « épaisseur du bec ».Les pinsons à bec plus fin seront favorisés et la population présentera des individus possédant un bec fin (majorités de pinsons à becs fins Geospiza parvula).
3ème cas : séparation de la population de pinsons sur deux îles aux climats différents Dans ce cas, la pression sélective favorise les extrêmes au détriment des individus présentant des phénotypes intermédiaires.
C’est le cas par exemple si les deux populations de pinsons vivent sur des îles différentes, l’une humide et l’autre sèche, sans flux de gènes entre les deux îles.
Les becs épais seront communs sur l’île sèche et les becs fins seront courants sur l’île humide.
C. LA SPÉCIATION.
L’effet combiné de la dérive génétique et de la sélection naturelle conduit à une transformation des espèces au cours du temps : lorsque les différences génétiques entre populations sont devenues importantes, on voit apparaître des espèces nouvelles.
Dérive génétique et sélection naturelle sont deux moteurs de l’évolution du Vivant.