La diversité du vivant est plus évidente en comparant des espèces différentes. Pourtant, au sein même d’une population d’individus de la même espèce, il existe déjà une diversification plus ou moins marquée des phénotypes et donc des allèles.

Problème : Comment expliquer l’évolution de la fréquence des allèles au sein d’une population?

Activité 1 : L’évolution de la fréquence des phénotypes dans le cas d’une maladie non handicapante.

Evolution de la fréquence de la maladie génétique Porphyrie varietaga dans deux populations humaines entre le 8ème siècle et nos jours. Cette maladie implique un seul gène. (D'après le manuel Belin)La porphyrie est une affection caractérisée par la présence, dans l’organisme, de quantités massives de porphyrines, molécules précurseurs de l’hème (partie non-protéique de l’hémoglobine). Elle est provoquée par un trouble du métabolisme des dérivés pyrroliques. Le signe commun des porphyries est la présence de porphyrines dans l’urine (porphyrinurie) et dans les fèces. Sauf certains cas très rares, la survie ou fertilité sont normales des personnes atteintes est normale. Elle n’a pas d’effet positif (conférant un avantage) ou négatif (conférant un désavantage) pour eux.

D’après Wikipédia…

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Consignes :

  • Quel est le facteur expliquant la modification de la fréquence du phénotype Porphyrie? Argumenter en précisant des données chiffrées.
  • Ouvrir le logiciel « Evolution allélique », dans le menu « Fenêtre » choisir « Dérive génétique ». Lire le texte de présentation et y retrouver l’hypothèse formulée après avoir analysé le document précédent. Utiliser le logiciel afin d’illustrer la validité de l’hypothèse par un graphique légendé (pouvant contenir plusieurs courbes). Pour cela, faire varier les différents paramètres de manière logique et lancer plusieurs simulations.

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Activité 2 : L’évolution de la fréquence des phénotypes de la Phalène du bouleau en Grande-Bretagne

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Consigne :

Dans quelle mesure l’environnement influence-t-il l’évolution de la fréquence phénotypique liée à des innovations génétiques survenues au hasard?

Pour répondre à la question :

  • Analyser les documents suivants (observation et interprétation)
  • En plus, dans le document 3 indiquer les pourcentages de la fréquence des différents phénotypes de phalènes obtenus à chacune des expériences.

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Document 1 : Les deux formes d’un papillon de nuit, la phalène du bouleau

La phalène du bouleau (Biston betularia), est un papillon nocturne, sont les principaux prédateurs sont les oiseaux. Il existe naturellement deux formes interfécondes : Une forme claire (dite typica) et une forme sombre (dite carbonaria)

Document 2 : La Distribution des phalènes du bouleau en Grande-Bretagne (en 1830 et 1950)

distrib_phalenesDocument 3 : Une approche expérimentale de l’effet de l’environnement

Dans les années 1950, le biologiste Kettlewell et son équipe ont noté le nombre d’individus des deux formes capturées par piégeage lumineux dans une région industrielle (Birmingham) et dans une région rurale (Dean End Wood) (expérience 1).

Ils lâchèrent des papillons marqués des deux formes dans chacune des deux régions. Quelques jours après, ils ont déterminé le nombre d’individus marqués des deux formes recapturées dans les deux sites (expérience 2).

Enfin, ils ont exposé à la prédation des oiseaux le même nombre de papillons des deux formes sur chacun des deux sites et ils ont mesuré le nombre de papillons capturés dans chaque cas (expérience 3)

Birmingham
Dean End Wood
Phénotypes
Typica
Carbonaria
Typica
Carbonaria
Expérience 1 :
63
528
297
0
Expérience 2 :Nombre de papillons lâchésNombre de papillons recapturés

64

16

154

82

496

62

473

30

Expérience 3 :Nombre de papillons exposés aux oiseauxNombre de papillons capturés par les oiseaux

58

43

58

15

190

26

190

164