Exercice corrigé Ancien programme

Moustiques et insecticides

À l'heure actuelle, certains organismes nuisibles à l'espèce humaine deviennent résistants et survivent à des traitements qui les éliminaient auparavant. On s'intéresse à la résistance du moustique Culex pipiens aux insecticides.

1. Étude dans la région de Montpellier

Après 1968, un traitement par insecticides est réalisé par épandage en bord de mer. Des prélèvements de larves de moustiques sont réalisés en 1968, avant le traitement, puis en 2002 dans les mêmes zones qu'en 1968. On étudie ensuite, chez les moustiques prélevés, la résistance aux insecticides organophosphorés.


Doc 11 Fréquence
de moustiques
résistants par
rapport à la
distance à la zone
traitée

Comment expliquer ces résultats ?

Il faut d'abord identifier les paramètres étudiés qui sont la résistance des moustiques aux insecticides, l'épandage d'insecticides dans la région et la distance à la mer. Ensuite trouver une relation de cause à conséquence entre eux et comparer les évolutions 1968-2002. (Il faudra simplifier l'évolution 2002.)

2. Résistance aux insecticides et estérase

On cherche à expliquer les origines possibles de cette résistance. Pour lutter contre le moustique Culex pipiens, on utilise des insecticides organophosphorés. L'étude du génome du moustique a montré qu'il possédait deux gènes A et B codant des enzymes (estérases) permettant la dégradation des composés organophosphorés. On a observé par ailleurs que la quantité d'estérases était 500 fois plus importante chez un moustique résistant que chez un moustique sensible. On compare l'organisation d'une partie du génome d'un moustique sensible et d'un moustique résistant aux insecticides organophosphorés. À l'aide du document 12 proposez une explication à l'apparition d'individus résistants.

Doc 12 Comparaison de moustiques sensibles ou résistants

Diviser l'ensemble des données en éléments simples : le texte et le schéma.

Texte : Soulignez les informations de natures différentes avec des couleurs différentes (informations relatives à la lutte contre le moustique, à leurs gènes, à la concentration en estérase dans leur organisme).

Schéma : Identifier les paramètres (résistance aux insecticides, nombre de gènes de l'estérase). Lier : Établir une relation de causalité entre ces deux paramètres.

1. Document 11 : En 1968, avant l'utilisation des insecticides, la fréquence de moustiques résistants est de l'ordre de 5 % (0,05 pour 1) et identique quel que soit l'endroit. Il existait déjà des moustiques résistants mais en très faible proportion. En 2002, après traitement massif, les chiffres sont très différents. La proportion de moustiques résistants dans la zone traitée est entre 80 et 100 % ! Mais cette fréquence diminue quand on s'éloigne de la zone traitée pour atteindre 20 % à 35 km de la mer et 15 km de la zone traitée.

Interprétation : L'utilisation des insecticides a entraîné une augmentation de la fréquence des résistants. Ceci s'explique par la disparition des moustiques sensibles à l'insecticide et la survie des résistants devenant ainsi de plus en plus fréquents dans la population.

Conclusion : L'utilisation d'insecticides a effectué une sélection des individus résistants. C'est un phénomène de sélection « naturelle ». Dans la zone non traitée, les moustiques résistants sont plus fréquents qu'en 1968, car ils peuvent se déplacer et se développer même s'ils n'ont pas d'avantage particulier à cet endroit.

2. Les moustiques résistants produisent 500 fois plus d'estérases qui sont des enzymes permettant la dégradation des insecticides organophosphorés.

Interprétation : Ils peuvent donc éliminer les insecticides de manière beaucoup plus importante que les moustiques non résistants et survivre aux traitements.

Document 12 : Un moustique sensible possède deux gènes A et B codant pour des estérases en un exemplaire chacun, alors que le moustique résistant en possède plusieurs exemplaires. Au moins trois exemplaires de chaque gène d'après le document.

Interprétation : Il y a eu duplication des gènes A et B chez les moustiques résistants, ils sont présents en plusieurs exemplaires sur le même chromosome.

Conclusion : Chez les moustiques ayant plusieurs exemplaires de chaque gène A et B codant pour les estérases, la production des estérases est plus importante et permet de détruire les insecticides organophosphorés. Ces moustiques sont alors résistants au traitement. C'est donc une innovation génétique par duplication qui est à l'origine de l'apparition de la résistance chez certains moustiques.

Bilan. Des duplications ont eu lieu dans le génome des moustiques. La présence de plusieurs exemplaires du gène permet la synthèse de beaucoup plus d'estérases et les moustiques peuvent détruire l'insecticide et devenir résistants. La présence d'insecticide dans la zone traitée entraîne une sélection des moustiques ayant l'innovation génétique. La fréquence des moustiques résistants augmente dans la population près de la mer, mais reste faible en zone non traitée.

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