Chapitre 3 : l’inéluctable évolution des génomes au sein des populations

« Chapitre 3 : l’inéluctable évolution des génomes au sein des populations Activité 1 : les facteurs explicatifs de la différenciation génétique des populations En 1908, G.H.

Hardy et W.Weinberg proposent un modèle théorique qui prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée (p.78).

Pourtant, l’exploration du génome des espèces actuelles révèle des écarts par rapport à la loi théorique.

Il s’agit ici d’identifier les causes possibles de ces écarts. Question 1 : A partir de votre livre p.80, relevez les conditions nécessaires à la théorie de Hardy-Weinberg. Notez la formulation mathématique de la loi de HW (l’étude de cette loi sera abordée en ES). Question 2 : A partir du document suivant, expliquez pourquoi l’équilibre de HW n’est pas atteint en identifiant les facteurs susceptibles d’influer sur la fréquence des allèles dans une population : la fréquence de l’allèle medionigra (doc.1) ; les fréquences des allèles des lions du cratère de Ngorongoro (doc.2 et 3) ou de l’allèle carbonaria (doc.4) Document 1 : le papillon écaille marbrée Docuemnt 3 : Eléphants !!! (correction sur bordas) Document 2 : Les lions du cratère Ngorongoro Les lions du cratère Ngorongoro forment une population d'une centaine d'individus.

Ils sont tous issus d'une population de lions vivant dans le parc naturel du Serengeti voisin.

Cependant, ils vivent isolés, sans échanges possibles avec les autres lions.

Dans les années soixante, une épidémie fit baisser les effectifs de la population des lions du cratère Ngorongoro, à seulement une dizaine d'individus.

En 1975, la population retrouva sa taille initiale d'une centaine d'individus.

Les scientifiques mesurèrent dans les années 1990, les fréquences des allèles de quatre gènes chez ces deux populations: les lions de la plaine du Serengeti et les lions du cratère Ngorongoro.

( tableau 1 ).

Le cratère du Ngorongoro, aujourd'hui éteint, s'est formé à la suite de l'effondrement du volcan sur lui-même. Son diamètre maximum est de 22,5 kilomètres et sa profondeur est de 610 mètres.

Les précipitations s'accumulent dans la cuvette formée par ce cratère et forment un lac permanent. . Le cratère Ngorongoro Tableau 1 : fréquences des allèles de quatre gènes des 2 populations de lions Document 3 : logiciel évolution aléllique. Ce logiciel permet de faire des simulations de l’évolution de la fréquence d’un allèle dans des populations d’effectif plus ou moins important.

Observez l’évolution des fréquences alléliques pour différents effectifs. Lien : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-genetique/ Document 4 : La Phalène du Bouleau La Phalène du Bouleau, Biston betularia, est un papillon de nuit commun en Europe du Nord dont la coloration varie du gris clair au noir.

Ils sont consommés par des oiseaux.

Il y a 150 ans, les populations de l’espèce étaient presque exclusivement constituées de la forme « typica », aux ailes gris clair légèrement mouchetées de noir.

En 1848, un individu d’une forme «carbonaria », uniformément noir, fut collecté près de Manchester.

En 1950, la forme « carbonaria » représentait 90% de la population dans cette région.

L’apparition d’individus sombres dans la deuxième moitié du 19eme siècle et l’augmentation rapide de leur fréquence fut observé chez de nombreuses espèces de papillons de nuit, ainsi que d’insectes et d’araignées ; dans la région de Manchester, mais aussi dans les environs d’autres villes industrielles (Birmingham, Liverpool).

La pollution industrielle a pour effet de détruire les lichens (de couleurs clairs) qui recouvrent les arbres et de noircir les troncs. B.

betularia, forme « typica » B.

betularia, forme « carbonaria » La coloration de la phalène procède d’un déterminisme génétique, monogénique et autosomique, l'allèle carbonaria (C) étant dominant sur l'allèle typica (c): phénotypes génotypes Forme « carbonaria » C//C ou C//c Forme claire c//c Comme depuis 1848, les variations se sont toujours produites dans le sens de l'augmentation de la fréquence de la forme «carbonaria », il n’est pas possible d’attribuer ce phénomène au hasard. Correction Question 1 Prévision : les fréquences alléliques et génotypique ne changent pas au cours du temps Conditions : dans une population de grande taille, les.... »