Diversification génétique, diversification des êtres vivants et biodiversité 2 (TS)

Nous avons déjà vu plusieurs mécanismes de diversification des êtres vivants : la polyploïdisation, le tranfert horizontal de gènes, la symbiose et les modifications qui peuvent affecter les gènes homéotiques.

Il existe un autre mécanisme qui peut séparer des groupes animaux, ce sont les modifications comportementales. Pour ce fair vous allez travailler sur différents comportements du Macaque japonais (Macaca fusca).

Modifications de comportement chez le Macacque du Japon.

A partir de l'ensemble des documents et de la Vidéo, indiquez quelles sont les modifications de comportement qu'on a noté chez cette espèce, quelles en sont les origines, et indiquez aussi quels sont les comportements qui se maintiennent. En quoi une modification de comportement peut-elle concourir à la diversification des êtres vivants ?

Photo de Macacque japonais (Macaca fusca)

738px-japanesemacaque1-cincinnatizoo.jpgCarte d'identité du Macaque japonais

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Vidéo sur le comportement des Macaques japonais

Photos du bain des Macaques japonais

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Epouillage rituel dans une source d'eau chaude

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Quelques analyses du comportement des Macaques japonais

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Toutes premières photos montrant le lavage des patates douces

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Un Macacque mangeant une patate douce

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Apprentissage du cassage des pierres chez les Macacques

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Etude de la variation de fréquence des allèles 

Dans une population donnée, la fréquence des allèles d'un même gène varie. Deux phénomènes principaux en sont la cause :

— la dérive génétique

— la sélection naturelle

A) La dérive génétique

C'est un concept difficile à comprendre. Pour vous aider, allez sur le logiciel évolution (le petit papillon) et cliquez en bas à droite sur Basculer vers l'écran "dérive génétique".

Lisez d'abord le texte de présentation puis testez les situations suivantes en partant toujours de l'hypothèse que le fréquence initiale de l'allèle 1 est 0,5 (situation la plus simple) :

a) Nombre de générations 50, population 20 puis lancez la simulation. Sans changer aucun paramètre, relancez deux ou trois fois la même simulation.

b) Nombre de génération 100, population 20.

c) Nombre de génération 50, population 1000

d) Nombre de génération 50, population 10 000

Commentez vos résultats et indiquez quel est le facteur qui, à votre avis, influe le plus sur la dérive génétique.

B) La sélection naturelle

Partons d'un cas simple. On croise une souris grise par une souris blanche. On obtient uniquement des souris grises de F1. Cherchez quel est le résultat du croisement de deux souris grises de F1. Dans ce cas, on estime que l'allèle blanc a autant de chance d'être présent que l'allèle gris. On dit que la valeur sélective des deux allèles est la même.

Allez dans le logiciel Evolution sur la page Valeurs sélectives et évolution des fréquences alléliques. Si on considère que la valeur sélective de G et b est la même, on prendra 1 dans chaque cas. Travaillez sur 100 générations environ et 0,5 pour la fréquence initiale.

Qu'observez-vous ?

Nous allons maintenant nous intéresser à une maladie que vous connaissez bien : la drépanocytose ou anémie falciforme.

A partir des résultats obtenus sur la fréquence allélique, essayez d'abord de trouver le problème qui se pose quant à l'analyse des fréquences alléliques dans le cas de la drépanocytose, puis tentez d'expliquer les résultats qu'on obtient quand on analyse la fréquence de l'allèle S responsable de la drépanocytose.

Rappel sur la drépanocytose

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Ajoutons que, statistiquement, les individus S//S, ont peu de chance d'arriver à l'âge adulte et donc de se reproduire.

Hématies normales (a) et drépanocytaires (b)

hem-drep-et-norm.jpgRépartition de la drépanocytose en Afrique et en Asie du sud

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Répartition du paludisme (ou malaria) en Afrique et enAsie du sud

cartepalu.jpgCycle simplifié du paludisme du à des protozoaires du genre Plasmodium

image17.gifL'Anophèle, agent du paludisme

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Photo d'hématies parasitées par Plasmodium falciparum, un des protozoaires responsables du paludisme

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Quelques statistiques intéressantes pour poser puis résoudre le problème

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