FICHE DE TRAVAIL N°3 : la dérive génétique et ses conséquences. Problématique : lorsque nous avons travaillé sur les phalènes, nous avions pris en compte un allèle qui donnait un avantage sélectif. Ici, nous allons étudier l'évolution de la fréquence d'un allèle neutre (qui ne donne ni avantage, ni désavantage) dans une population où la reproduction se fait au hasard. C'est ce que l'on appelle la dérive génétique car ici, la sélection naturelle ne s'appliquera pas. Comment évolue la fréquence d'un allèle neutre dans une population? Compétences : analyser des résultats expérimentaux; relier des problèmes entre; utiliser un logiciel de modélisation. A. EVOLUTION DE LA FREQUENCE ALLELIQUE DANS UNE POPULATION. Dans les années 1950, Dobzhansky réalise des expériences restées célèbres, sur des drosophiles. Ce sont des petites mouches très utilisées en génétiques car elles sont faciles à élever et leur capacité de reproduction est très importante ( beaucoup de descendants et générations courtes ). Il prend 10 cages dans lesquelles ils placent 4000 drosophiles femelle et 4000 drosophiles mâles. Il prend 10 autres cages dans lesquelles il place seulement 10 drosophiles femelles et 10 drosophiles mâles. Dans toutes les cages, la reproduction sexuée se fait de façon aléatoire, c'est-à-dire que les couples de mouches se forment au hasard, et la fréquence de l'allèle étudié ( nommé PP ) est de 50%. Il étudie alors l'évolution de la fréquence de cet allèle PP dans toutes les cages. Pour simuler les résultats qu'il a obtenus, utilisez le logiciel suivant en cliquant sur le lien. http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/09919000/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281 1. Réalisez 8 essais successifs pour les deux cas étudiés par Dobzhansky : une population de quelques dizaine d'individus, puis une population de milliers d'individus. Imprimez vos résultats. 2. Décrivez et comparez les résultats des deux cas étudiés : petite population, grande population. Quel est l'évolution de la fréquence d'un allèle neutre dans un petite population, dans une grande population ? B. CONSEQUENCES DE LA DERIVE GENETIQUE SUR LA BIODIVERSITE. Les lions du cratère Ngorongoro forment une population d'une centaine d'individus. Ils sont tous issus d'une population de lions voisines vivant dans le parc naturel du Serengeti. 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. parc naturel Serengeti.
du
cratère Ngorongoro
Effectifs de la Gène 1 pop. Lions Serengeti.
du Supérieur 2000
Lions du Environ 100 cratère Ngorongoro
Gène2
Gène 3
Gène 4
à Allèle a = 79% allèle b = 19% allèle c = 2%
m = 74% n = 26%
r = 99% s = 1%
y = 99% z = 1%
Allèle a = 85 % allèle b = 15%
m= 94% n = 6%
r = 100%
y = 100%
1. En observant la carte, expliquez à quoi est du l'isolement des deux populations de lions? 2. Comparez les nombres d'allèles pour les gènes 1 ; 2 ; 3 ; et 4 dans les deux populations de lions. Que remarquez-vous ?Quelles ont été les conséquences de cet isolement sur la diversité génétique? 3. Comment pouvez-vous expliquer ces résultats. 4. Quelle pourrait-être les conséquences d'une nouvelle infection dans cette population de lions du cratère Ngorongoro? 5. Pourquoi est-il important de protéger les espèces en voie de disparition en les maintenant à l'état sauvage, et avec les effectifs les plus importants possibles.
