Ch.1A3 Exercices pour s’entrainer.

1. QCM : parmi les affirmations suivantes, choisisses la (ou les) réponse(s) exacte(s) 1.1. Dérive génétique :

Dans la population considérée le gène contrôlant le facteur rhésus existe sous deux versions : l’allèle Rhésus+ et l’allèle Rhésus- . On étudie à l’aide d’un logiciel de simulation l’évolution de la fréquence de l’allèle Rh+ de générations en générations. Chaque courbe est numérotée et correspond à une simulation. Les différents paramètres (nombre de générations, effectif des populations) restent constants d’une simulation à l’autre.

Dans cette simulation : 1. La fréquence initiale de l’allèle Rh+ :

a. est égale à 1 b. est égale à 50 % c. est la même que celle de l’allèle Rhésus –

2. La dérive génétique est : a. est importante b. est faible c. variable d’une simulation à l’autre

3. A la 90ème génération : a. les deux allèles Rhésus+ et Rhésus- ont disparu

dans la population pour la simulation 5 b. la fréquence de l’allèle Rh+ est de 35% pour la

simulation 4 c. la biodiversité a augmenté pour la simulation 1

1.2. Expérimenter sur l’évolution des espèces.

Il est possible de réaliser des expérimentations pour mettre en évidence les mécanismes évolutifs. On doit, pour cela, choisir une espèce ayant un cycle de reproduction très court (drosophile ou bactérie par exemple). Puis, on suit l’évolution de la fréquence de plusieurs allèles au cours du temps. On se propose ici de tester la réalité des mécanismes évolutifs en travaillant sur des populations de drosophiles élevées en laboratoire dans des cages.

Choisissez parmi les différentes propositions celles qui vous paraissent rigoureuses pour l’expérience. Expérience : On désire mettre en évidence la dérive génétique en suivant l’évolution de la fréquence de deux allèles d’un gène. a. On compte régulièrement pour chaque cage la

fréquence de chacun des deux allèles. b. On élève dans une cage des drosophiles possédant

un allèle et dans une autre cage des drosophiles possédant l’autre allèle (pour éviter qu’elles se croisent).

c. On élève les drosophiles dans des cages placées dans des conditions de température différentes pour tester l’influence de ce paramètre.

2. Exercices du livre : Exploitation des documents 4 à 7 p 59 (2ème partie de la tâche complexe « montrer que les variations de la taille du bec…) Ex 4 p 68 Ex 5 p 69 Ex 8 p 70 (après lecture du document 2 p 58) Ex 9 p 70      

 

1 2 3 4 5

Corrigés QCM 1.1 Dérive génétique 1 : b et c / 2 : a et c / 3 : b 1.2 Expérimenter sur l ‘évolution des espèces : a

Tâche complexe p 59 (2ème partie sur les pinsons) Capacité : Observer et raisonner. Dans le cas des pinsons des Galápagos, il semble que les pinsons à bec moyen soient moins efficaces pour consommer les gros fruits que les pinsons à gros bec (doc. 4). Dans un contexte de sécheresse au cours duquel l’indice de dureté des graines augmente, alors que les graines deviennent plus rares (doc. 6), les pinsons à bec moyen vont entrer en compétition avec les pinsons à gros bec et risquent d’avoir des difficultés à se nourrir. Au sein des pinsons à bec moyen, certains ont des tailles de bec un peu plus grandes et seront donc mieux adaptés pour se nourrir de graines dures en cas de sécheresse. Le document 5 montre que lors de la sécheresse de 1977, la survie des pinsons à bec moyen avec les becs les plus gros a été meilleure. De fait la taille moyenne du bec a augmenté, chez une population dont les effectifs ont considérablement diminué (doc. 5 et 7). Il s’agit d’un cas de sélection naturelle ou l’environne- ment (sécheresse) et la concurrence avec une autre espèce (pinson à gros bec) sont des pressions de sélection. Dans ce contexte, les individus présentant une petite variation individuelle (taille de bec plus gros) ont eu une meilleure survie (survie différentielle en fonction de la taille du bec). Ces individus pourront ainsi se reproduire et contribueront davantage à la génération suivante (reproduction différentielle). Dans cette génération suivante, les pinsons à bec moyen auront en moyenne des becs de plus grande taille. Il s’agit d’un cas de sélection naturelle conduisant à une évolution des populations. Exercice 5 p 69 : deux populations de muntjac Capacité : Observer et raisonner 1. Les caryotypes des deux espèces sont très différents, il n’est donc pas possible d’apparier les chromosomes au moment des divisions cellulaires. Si une fécondation a lieu elle ne peut se poursuivre par des divisions cellulaires. 2. D’après le critère de ressemblance les deux populations de Muntjac semblent relativement proches, néanmoins d’après le critère d’interfécondité, il est tout à fait certain que ces deux populations de Muntjac constituent des espèces différentes puisqu’elles ne peuvent s’hybrider. Exercice 8 p 70 : migration et évolution du zosterops à dos gris Capacité : Formuler une hypothèse 1. La diversité allélique se réduit considérablement (de 12 u.a. à 6 u.a.) au fil des migrations du zosterops. Ceci signifie qu’il y a moins de diversité génétique dans les populations de zosterops après chaque migration. Il s’agit probablement d’un cas d’effet fondateur (cas particulier de dérive génétique) au cours duquel un petit nombre d’individus (dont le patrimoine génétique est aléatoire et ne représente pas toute la diversité de la population mère) migre et fonde une nouvelle population isolée de la population d’origine. Le nombre d’allèles présents dans cette nouvelle population est inférieur au nombre d’allèles présents dans la population initiale. 2. Les populations colonisatrices ont une plus faible diversité génétique mais on suppose d’après le texte qu’elles ont probablement été fondées par un petit groupe d’individus. On peut donc faire l’hypothèse qu’aléatoirement, par dérive génétique, certains allèles risquent d’être fixés ou de disparaître réduisant encore la diversité génétique consécutive à la migration. Ce mécanisme sera d’autant plus rapide que la population est petite. Exercice 9 p 70 : l’origine des oiseaux coureurs Capacité : Formuler une hypothèse D’après l’arbre phylogénétique on constate que les ratites ont un ancêtre commun qui a vécu avant l’ouverture des océans Indien et Atlantique Sud. On peut donc faire l’hypothèse qu’une population ancestrale de ratites vivait initialement sur un grand continent. Cette population a été séparée en deux par l’ouverture de l’océan Indien donnant deux populations de ratites : la population ancestrale du groupe «nandou + autruche» et la population ancestrale du groupe «émeu + casoar + kiwi». Chacune de ces deux populations a à son tour été fragmentée. Par exemple la population ancestrale du groupe «nandou + autruche» a été séparée par l’ouverture de l’océan Atlantique, chacune des populations (africaine et améri- caine) a ensuite évoluée séparément (par dérive et par sélection) pour donner deux espèces différentes mais apparentées. Le même mécanisme peut sans doute être évoqué pour les espèces d’Océanie.