Chapitre 2 : Diversification génétique et diversification des êtres

CHAPITRE 3 : L'ÉVOLUTION DE
LA BIODIVERSITÉ

Introduction
La biodiversité est définie comme l'ensemble des écosystèmes, des
espèces et de la variabilité observée au sein des espèces. Il s'agit du
produit d'une évolution mais n'en constitue qu'une étape que nous voyons
actuellement.
Cette variabilité a pour origine les mécanismes génétiques (mutations,
duplication, hybridation, transfert de gène etc…) étudiés dans les chapitres
précédents. Néanmoins, pour qu’il apparaisse ces modifications génétiques
dans une population, il faut que cette innovation, apparue chez quelques
individus, puisse se répandre dans celle-ci et donc il faut que la fréquence
des allèles nouveaux augmente.
1. L'action de l'environnement sur la diversité des populations
A. La sélection naturelle.
Problème : Quels sont les mécanismes qui permettent
une modification de la fréquence des allèles ?

La phalène du bouleau (Biston betularia) est un papillon,
fréquent en Europe du Nord, qui vole la nuit et se repose le
jour dans les bouleaux. Cette espèce a été très étudiée depuis
le XIXème siècle car elle présente deux formes principales:
l'une claire (typica) et l'autre sombre ou mélanique
(carbonaria) : 2 phénotypes alternatifs, dont les fréquences
ont considérablement varié dans les populations naturelles au
cours des 150 dernières années.
J'observe qu'en 1830, il existe uniquement la forme claire des Phalènes.
Par contre, en 1950, on observe l'existence de la forme sombre majoritairement dans les
zones industrielles. Il semble y avoir une corrélation entre ces zones, et la pollution
qu'elles engendrent, et l'apparition de la forme sombre de la Phalène.
Exemple 1 : La phalène du bouleau

Le document 2 nous indique que la coloration de la Phalène est due à un gène
existant sous deux allèles : l'allèle carbonaria permettant la mise en place de la
couleur sombre dominant sur l'allèle typica permettant la mise en place de la
couleur claire.
Birmingham 1955 Forme [Carbonaria
C] = sombre
Forme
[Typica]=claire
Nombre de papillons
exposés aux oiseaux 190 190
Nombre de papillons
capturés par les oiseaux 49 140
% d’individus capturés par
les oiseaux 26 74
Dorset 1955 Forme [Carbonaria
C] = sombre
Forme
[Typica]=claire
Nombre de papillons
exposés aux oiseaux 190 190
Nombre de papillons
capturés par les oiseaux 164 26
% d’individus capturés par
les oiseaux 86 13.5
Dans la région du Dorset (peu industrialisée), on observe que la forme sombre est
plus facilement capturée par les oiseaux que la forme claire (86% contre 13.5%) alors
que dans la région de Birmingham (très industrialisée), on observe le résultat inverse.
L'action des oiseaux prédateurs explique ces résultats.
La forme défavorisée est plus facilement capturée par les oiseaux.

Année 1960 1995
Fréquence de
la forme
sombre
0,94 0,18
Fréquence de
la forme claire
0,06 0,82
Fréquence de
l’allèle c 0,245 0,906
Fréquence de
l’allèle C 0,755 0,094
Dans les années 1950, la Grande-
Bretagne appliqua une législation
anti-pollution qui eut pour effet de
réduire considérablement les
émissions de dioxyde de soufre dans
l’air. Les lichens de couleur
claire se développèrent à
nouveau sur les troncs d’arbres.
On observe nettement que la forme sombre majoritaire dans les années
60 devient minoritaire en 1995. Cette augmentation de fréquence en
faveur de la forme claire est corrélée au changement de la fréquence de
l'allèle c (forme typica).
L'application de la législation anti-pollution modifie donc la
répartition des fréquences alléliques des deux formes.
Mais comment ????
Comment expliquer l'action des oiseaux sur une
forme plutôt qu'une autre ?