Des mécanismes génétiques à l’origine de l’évolution

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Classe(s) : Tle Générale | Thème(s) : La complexification et l’évolution des génomes au sein des populations


Les variations individuelles dans les populations sont le support de forces évolutives : sélection naturelle et dérive génétique. Ces mécanismes sont à l’origine de la diversité des espèces.

I Des populations d’individus soumises à des forces évolutives

Les populations sont formées d’individus présentant une variabilité intraspécifique, en raison de la diversité des allèles (à cause notamment des mutations). Cette variabilité est le support de l’évolution : elle entraîne la variation des fréquences d’allèles représentés dans la population au cours du temps.

L’une des forces évolutives à l’origine de la modification des fréquences d’allèles dans les populations est la sélection naturelle. Dans un milieu donné, un allèle peut se montrer avantageux ou désavantageux pour l’individu qui le porte. Celui-ci pourra donc mieux (ou moins bien) survivre et se reproduire, transmettant (ou non) ses allèles à la génération suivante.

La plupart des allèles sont néanmoins neutres vis-à-vis de la survie et de la reproduction des individus. Par conséquent, les variations de fréquences des allèles dans une population sont majoritairement attribuées aux effets du hasard de rencontres des individus et donc des allèles (dans le cadre de la reproduction) : c’est la dérive génétique.

II Les espèces, ensembles d’individus isolés génétiquement

Une espèce peut être considérée comme une population d’individus isolés génétiquement d’autres populations. Cet isolement implique des barrières génétiques entre les individus.

Ces barrières sont généralement de nature géographique (distance, montagnes…), mais elles peuvent aussi être anatomiques, comportementales ou chromosomiques, empêchant l’accouplement (périodes de reproduction différentes, par exemple), voire la fécondation.

Rappel

On considère que des individus d’une même espèce peuvent engendrer une descendance fertile.

Ces barrières sont souvent limitées dans le temps, du fait de l’instabilité du milieu de vie (modification du paysage) et des individus (mutations, dérive et sélection). Par conséquent, la notion d’espèce est liée au temps (apparition de deux espèces distinctes à la suite de la séparation géographique d’une même population).

Méthode

Comprendre l’action de la sélection naturelle

Des populations de mésanges bleues (Parus caeruleus) ont été étudiées sur deux sites français (Liouc et Quissac) du Gard. Les chercheurs ont mesuré :

– l’abondance de chenilles se nourrissant de feuilles de chêne, et étant elles-mêmes la source de nourriture principale des mésanges ;

– le nombre d’œufs pondus par les mésanges bleues.

L’alimentation apporte l’énergie nécessaire à la ponte, dont la période est contrôlée par un gène à deux allèles : ponte précoce et ponte tardive.

À partir des données, montrer que le milieu de vie exerce une sélection des mésanges et proposer un scénario évolutif pour leurs populations.

Doc Abondance de chenilles et pourcentages d’œufs pondus

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Conseils

Étape 1 Étudier la relation entre abondance des chenilles et ponte des mésanges.

Étape 2 Expliquer l’influence du milieu sur la date de ponte des mésanges et en déduire les allèles sélectionnés sur chaque site.

Étape 3 Émettre une hypothèse sur le devenir des populations de mésanges.

Solution

Étape 1 À Liouc comme à Quissac, le maximum de pontes a lieu quelques jours à quelques semaines après le maximum d’abondance des chenilles. La ponte et l’abondance des chenilles sont plus précoces à Liouc qu’à Quissac.

Étape 2 La période de ponte des mésanges est liée à l’abondance des chenilles. L’allèle (ponte précoce) apporte un avantage aux mésanges de Liouc, car elles bénéficient d’une période d’abondance de nourriture. L’allèle est donc sélectionné à Liouc. L’allèle (ponte tardive) est avantageux à Quissac, car l’abondance des chenilles est plus tardive : il est sélectionné sur ce site.

Étape 3 Le milieu entraîne l’isolement génétique des populations d’oiseaux des deux sites. On peut donc supposer que, dans de nombreuses générations, elles ne seront plus capables de se reproduire et formeront deux espèces.

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