Chapitre III De la diversification du vivant à l`évolution de biodiversité
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Chapitre III De la diversification du vivant à l’évolution de biodiversité On se demande maintenant - comment les espèces peuvent apparaître et disparaitre - comment définir une espèce I) La définition d’une espèce Définition : Critère de ressemblance Définition typologique Critère d’interfécondité Définition biologique Tableau illustrant les avantages et les inconvénients des deux définitions d’une espèce Critère de ressemblance/ définition typologique Critère d’interfécondité/ définition biologique Avantages Commodité Permet de vérifier l’existence d’une descendance donc de confirmer le critère de ressemblance Inconvénients Parfois pas évident visiblement ( ex des chiens) - Non testable sur les fossiles Des accouplements non fertiles ont parfois cependant lieu( espèces jumelles) - Des accouplements fertiles entre espèces différentes peuvent exister( chien loup) II) L’évolution des populations au cours du temps Au cours du temps on sait que des populations d’individus peuvent évoluer sous l’effet: de la sélection naturelle de la dérive génétique, c’est-à-dire sous l’effet du hasard Visualisez et résumez la vidéo TP 6: Comprendre l’évolution d’une population d’éléphant au cours du temps Situation de départ : L’éléphant de savane est une espèce emblématique de l’Afrique. Ils portent des défenses mais certains individus en sont dépourvus car ils sont porteurs d’une mutation inhibant leur croissance. Les défenses servent principalement à la recherche de nourriture, protection des petits et les combats. Il a été démontré que les éléphants porteurs de défenses sont favorisés par la sélection naturelle. On a cependant constaté (voir documents suivants) que la fréquence des éléphants sans défenses a augmenté notamment dans deux parc nationaux. Mise en situation et recherche à mener On cherche à déterminer quels sont les mécanismes qui permettent que la fréquence des individus sans défense devienne puis reste ensuite très élevée. Ressources : - Textes et histogrammes relatifs aux populations d’éléphants en Zambie et en Afrique du sud - Logiciel de modélisation « Dérive » Un schéma expliquant l’évolution allélique des populations A- Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème Propose une démarche d’investigation permettant d’expliquer l’évolution de la fréquence des individus sans défenses. Utilise tes connaissances sur les deux mécanismes à l’origine de la biodiversité vus en classe de seconde Correction Etape 1: La dérive génétique ( le hasard) et la sélection naturelle peuvent expliquer ces variations Si la sélection naturelle est à l’origine des variations de la fréquence des individus alors je dois pouvoir identifier un facteur favorable ou défavorable lié à l’environnement Si aucune contrainte ne semble s’exprimer ( aucune explication valable) alors il s’agit de variations de fréquence sous l’effet du hasard ( dérive génétique) B- Test des hypothèses Explique ce qui s’est passé dans le parc de Zambie en t’aidant du schéma cidessous et de la diapo suivante . En Zambie Lis l’histoire relative au parc d’Addo , résume tes observations sur ton cahier . Parc d’Addo On voit ici que la migration d’une petite population vers un nouvel habitat peut rapidement être à l’origine de différences phénotypiques importantes, sans que l’environnement ne sélectionne forcément des caractères. Comment expliquer la divergence de caractères qui ne sont pas sélectionnés ? Suis le protocole pour modéliser le phénomène de dérive génétique et obtenir des résultats mathématiques exploitables Protocole de modélisation avec le logiciel DERIVE -> Ouvre le Logiciel de modélisation « dérive » -> Identifie le ou les paramètres qu’il parait opportun de modifier dans le modèle. -> Réalise plusieurs simulations afin de voir comment varient les paramètres et sauvegarde chaque simulations -> Communique tes résultats en notant les titres, légende etc…. -> Réalise une étude comparée des différentes situations envisagées pour expliciter ce qu’est la dérive génétique Ce dernier document illustre la perte de biodiversité au sein du parc D’ADDO et confirme notre hypothèse sur la dérivé génétique Réalise une petite synthèse à partir de toutes les informations concernant l’évolution allélique de ces populations d’éléphants • Correction: • Comment expliquer , malgré la protection des éléphants au parc d’Addo et l’augmentation croissante de leur nombre que l’allèle sans défense continue de rester très majoritaire? • On suppose que c’est la dérive génétique qui a agit car à l’origine la population fondatrice était très faible. • On veut modéliser la dérive génétique et vérifier si la taille de la population initiale a pu influencer la dérive génétique. Modélisation de la dérive génétique sur deux populations avec le logiciel dérive Petite population / Forte population Action rapide de la dérive génétique Action plus lente de la dérive génétique On constate que la dérive est plus marquée sur une petite population donc à Addo la dérive n’a pas permis à l’allèle sans défense A retenir: • Une population est constituée d’individus avec des combinaisons d’allèles différentes, on y observe donc une diversité génétique. • Sous l’effet du hasard , la fréquence d’un allèle, dont la présence n’influence pas la reproduction ni la survie , varie d’une génération à l’autre. C’est la dérive génétique. Lors d’une migration , les émigrants emportent un échantillon aléatoire des allèles de la population initiale donc cette fréquence sera différente de la population de départ: c’est l’effet de fondation. • La sélection naturelle représente l’action du milieu sur les populations (accès à la nourriture , compétition , climat etc….)elle est le résultat de pressions différentes sur la population • Le hasard et la sélection naturelle agissent simultanément sur la transformation des populations ( diversité génétique et phénotypiques). C’est ce qu’on appelle l’évolution biologique. Schéma bilan à compléter avec le livre III) De l’évolution des populations à l’évolution de la biodiversité Résume les principales étapes de l’évènement de spéciation considéré Spéciation chez le papillon Zerynthia Spéciation chez les Cichlidés Je retiens: • Au sein d’une même espèce des populations isolées (barrière géographique ou comportementale) peuvent évoluer chacune différemment: les individus des différentes populations transmettent leur gènes entre eux et accumulent des différences génétiques. • Au-delà d’un certain seuil on dit qu’il y isolement reproducteur c’est-à-dire que les individus des deux populations ne pourront plus se reproduire entre eux ( décalage des périodes de reproduction, parade nuptiale différente etc…) • En conséquence de quoi il se crée un isolement génétique : les différents allèles de deux populations ne sont plus échangés. • Chaque population est alors considérée comme une nouvelle espèce et continuera d’évoluer séparément sous l’effet du hasard et de la sélection naturelle: ce processus se nomme spéciation. Une espèce est donc définie dans le temps
