texte François

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S
TD. 8 : L'évolution des populations de rats noirs dans les îles de Marseille
•A partir de la mise en relation des différents documents ci-dessous, déterminer, en vous justifiant, le ou les
mécanismes pouvant expliquer la particularité des populations de rats sur les petites îles situées au large de
Marseille.
Document 1 : Le rat noir a de grandes oreilles, un museau pointu, et de grands yeux ronds et brillants. Contrairement à
ce que son nom laisse supposer, une grande diversité de couleurs est possible, le plus souvent quand même gris-bleu à
noir. Dans quelques pays, on a observé des sous-espèces qu’on peut reconnaître aux différentes variétés de couleur
comme le rat alexandrin avec le dos brun-gris et le ventre jaune-blanc et le Rattus rattus frugivorus avec les poils de
ventre blancs. Ces sous-espèces sont largement interfécondes lorsque les deux cohabitent au même endroit. On suppose
que la couleur du ventre des rats est sous la dépendance d’un gène dont on connaît 2 allèles, j et b.
Dans les plus grandes des îles de Marseille cohabitent les deux formes. Certaines des petites îles ne sont peuplées que
par l’une ou l’autre des deux sous-espèces. Bien que les densités soient fortes (environ 120 rats par hectare), la taille des
populations est forcément limitée, et probablement issue dans chaque cas d’un très petit nombre d’immigrants
fondateurs qui seraient issus d'une des grandes îles de Marseille. Les différentes études portant sur ces populations de
rats ont montré qu'aucun des deux phénotypes ne confère un avantage aux individus dans leur milieu, on parle donc de
caractère neutre.
Document 2 : L'effet fondateur (extrait du n° Les dossiers de Pour la Science; n°65; Octobre-Décembre 2009)
Document 3 : La dérive génétique
La dérive génétique est un mécanisme aléatoire qui va modifier la fréquence des allèles d’un gène dans la population en
l’augmentant ou en la diminuant.
Il est possible de modéliser l'évolution de la fréquence de deux allèles à l'aide du logiciel « Evolution allélique ».
•Ouvrir le logiciel et utiliser l'application « Dérive génétique » (en bas à droite : >> Basculer vers l'écran « dérive
génétique » Fichier joint “FT_evolution_allelique »
•Configurez : Allèle 1 : j Allèle 2 : b f=0,5 sur 100 générations
•Réalisez plusieurs simulations avec des conditions différentes : 5 populations de 10000 rats, puis 5 de 1000, 5
de 100, et enfin 5 de 10.
Document 4 : La sélection naturelle
Natural selection is the gradual process by which biological traits
become either more or less common in a population as a function
of the effect of inherited traits on the differential reproductive
success of organisms interacting with their environment. It is a key
mechanism of evolution. The term "natural selection" was
popularized by Charles Darwin.

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S
Correction
On cherche à comprendre comment se sont formées les deux populations de rats vivant sur les petites îles de Marseille.
Document 1
Ce qu'il indique Ce que j'en déduis dans le cadre du sujet
- il existe des sous-espèces du rat noir qui se distinguent par la
couleur de leur pelage.
- les grandes îles situées au large de Marseille sont occupées
par deux de ces sous-espèces (rat alexandrin et rat frugivorus)
alors que certaines des petites îles ne sont occupées que par
l'une de ces sous-espèces.
- les deux phénotypes représentés par ces deux sous-espèces
ne procurent aucun avantage dans leur environment respectif
- ces petites îles ont probablement étaient colonisées par un
petit nombre d'individus fondateurs.
- les populations différentes de ces petites îles se sont
formées à partir d'un nombre restreint d'individus et ont
abouti à privilégier l'un des deux phénotypes présents dans la
population d'origine, pourtant ces phénotypes ne procurent
pas d'avantage dans leur milieu (= caractère neutre).
Document 4
Ce qu'il indique Ce que j'en déduis dans le cadre du sujet
- la sélection naturelle est un processus tendant à privilégier
le développement d'individus porteurs de caractères
avantageux au détriment d'autres individus moins
avantageux.
- le processus de sélection naturelle conduit à la formation de
populations dans lesquelles un phénotype est majoritaire.
Mise en relation doc 1 et doc 4
Les phénotypes des deux sous-espèces de rats ne procurant aucun avantage dans leur environnement respectif, ce n'est pas la
sélection naturelle qui a pu conduire à la formation des deux populations distinctes de rats sur certaines des petites îles.
Transition
Il doit donc exister d'autres processus provoquant l'évolution des populations.
Document 3 (utilisation du logiciel de modélisation)
Ce qu'il indique Ce que j'en déduis dans le cadre du sujet
- le modèle mathématique proposé dans le logiciel nous montre qu'il est
possible d'obtenir une population génétiquement homogène, donc
homozygote (100 % d'un même allèle) à partir d'une population
initialement hétérozygote après un nombre restreint de générations :
L'allèle qui sera privilégié peut être aussi bien l'allèle j que l'allèle b.
La disparition du 2d allèle sera d'autant plus rapide que l'effectif de la
population sera restreint.
Ce processus évolutif est appelé dérive génétique.
On peut en déduire que la dérive génétique
pourrait expliquer la situation actuelle des deux
populations dans lesquelles un des deux allèles a
été privilégié et l'autre fortement réprimé.
Comme on nous indique que la colonisation de
ces petites îles aurait été assurée par un nombre
restreint de rats et que la dérive génétique est
favorisée par une population peu abondante,
cela expliquerait qu'il existe maintenant des
populations très homogènes dans chacune des
îles.

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S
Document 2
Ce qu'il indique Ce que j'en déduis dans le cadre du sujet
- la formation d'une nouvelle population à partir d'une
population initiale se réalise grâce à des individus qualifiés de
fondateurs. Or ces derniers possèdent des caractéristiques
génétiques qui ne sont pas toujours représentatives de la
population initiale. Ainsi, les caratéristiques de chaque
nouvelle population dépendent très fortement du génotype
porté par les individus fondateurs, d'autant plus si ces
individus fondateurs sont peu nombreux : c'est l'effet
fondateur.
- on peut donc imaginer que les petites îles ont été colonisées
par des populations de rats aux phénotypes différents. Selon
le phénotype et donc le génotype des rats fondateurs, la
nouvelle population pourra présenter des particularités
différentes.
Synthèse
Ainsi, il existe des petites îles occupées par des populations de rats aux phénotypes différents selon les îles (doc 1). Or, les
phénotypes étudiés (couleur du pelage) sont qualifiés de neutres car ils n'apportent aucun avantage aux individus dans leur
environnement (doc 1). La répartition différente des populations de rats dans les îles ne peut donc pas s'expliquer par la
sélection naturelle (doc 2) qui agit en sélectionnant les phénotypes les plus avantageux.
La répartition des phénotypes selon les petites îles semble totalement aléatoire et résulter de l'effet de la dérive génétique. Ce
processus conduit à réduire la diversité génétique de manière aléatoire (ici, un des deux allèles tend à disparaître au profit du
2d allèle) (doc 3 : logiciel). La dérive génétique est d'autant plus active que l'effectif des populations est limité (doc 3) ce qui est
en accord avec l'histoire de la colonisation de ces îles (doc 1). De plus, il est possible d'envisager que cette dérive a été
favorisée par l'effet fondateur (doc 2) : ainsi, on peut imaginer que les îles occupées aujourd'hui par une population de rats
alexandrin ont été initialement colonisées par une population de quelques rats majoritairement de phénotype alexandrin. En
se reproduisant entre eux ils ont favorisé la transmission du caractère alexandrin à leur descendance, ce qui a conduit après
plusieurs générations à une population homogène de rats [alexandrin]. Dans d'autres îles et selon un processus identique et
aléatoire, c'est le phénotype [frugivorus] qui a été privilégié.