TP9 : Les mécanismes évolutifs à l’origine de la biodiversité

diversite_alleles_groupes_sanguinsDans une population d’individus d’une même espèce, on peut repérer que certains caractères peuvent présenter plusieurs formes (exemple : couleur des yeux, des cheveux et de la peau). Bien souvent , cette diversité est d’origine génétique et repose sur l’existence de plusieurs versions d’un même gène, appelées allèles. On peut alors rechercher la fréquence de chaque allèle dans un population donnée en observant la diversité des individus.

En exemple, le tableau ci-contre montre la répartition des fréquences alléliques des allèles A, B et O responsables du caractère « groupe sanguin » dans diverses populations humaines. On y observe que le pourcentage (fréquence) des allèles des groupes sanguins varie selon les pays. Il faut également savoir qu’il n’y a aucun avantage d’être de groupe A, B, O ou AB.

Problème : Quel mécanisme permet d’expliquer les variations de fréquence des allèles?

Activité 1 : Modéliser la dérive génétique

Dans l’espèce humaine, le gène « Rhésus » contrôle la présence ou l’absence d’un marqueur à la surface des globules rouges. C’est pourquoi certaines personnes sont dites « Rh+ » tandis que d’autres sont «  Rh-»  . Il existe donc deux allèles pour ce gène et, a priori, aucun de ces allèles ne procure d’avantage ou de désavantage. On souhaite simuler l’évolution possible de la fréquence d’un tel allèle dans une population, de génération en génération.

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Consignes :

  • Suivre les indications de la fiche TP distribuée.
  • Montrer, à l’aide du logiciel « Evolution allélique », comment, à partir d’une situation initiale où les deux allèles sont répartis équitablement dans une population (50% Rh+ et 50 Rh-), peuvent évoluer les fréquences de ces deux allèles.Quel impact, que vous préciserez, a l’effectif de la population sur cette évolution.
  • Pour répondre compléter le tableau suivant en notant la fréquence (pourcentage) pour chaque allèle au bout de 100 générations.

Fréquences initiales

1ère simulation

2ème simulation

3ème simulation

4ème simulation

Effectif de la population = 20 individus Rh+ = 50 %Rh= 50 %
Effectif de la population = 200 individus Rh+ = 50 %Rh= 50 %
Effectif de la population = 800 individus Rh+ = 50 %Rh= 50 %

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Activité 2 : Visualisation du film « Espèce d’espèce »

  • Au cours du film, notez les noms des différents taxons (groupes) cités et la ou les innovation(s) partagées par les êtres vivants de ce taxon (groupe).

Problème : Pourquoi certaines innovations génétiques ont-elles été conservées et d’autres non?

Activité 3 : Étude d’un exemple de sélection naturelle, le cas de la drosophile

experience_selection_drosophilesLa drosophile ou mouche à vinaigre est un insecte très répandu sur terre.

Dans les populations naturelles, les gènes peuvent subir des mutations ; certains allèles peuvent avoir des conséquences sur la survie des individus qui les portent et donc sur la transmission de ceux-ci.

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Consignes :

  • Observer des drosophiles « sauvages » et des drosophiles « vestigiales » ayant subi une mutation au niveau d’un gène. Compléter précisément  les deux schémas distribués.
  • En déduire ce que contrôle le gène ayant subi la mutation.
  • A l’aide du document ci-contre (extrait du manuel SVT Nathan), indiquer si cet allèle s’avère être avantageux ou désavantageux pour la drosophile le portant.
  • En déduire comment va évoluer la valeur de la fréquence de cet allèle au bout de plusieurs générations.

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