Évolution de la biodiversité et forces évolutives

La sélection naturelle et la dérive génétique sont deux forces évolutives à l’origine de la modification d’une population. Elles peuvent avoir conduit à la formation de nouvelles espèces.

I La sélection naturelle

L’environnement influence les chances d’une espèce de transmettre ses caractères. Certains caractères donnent un avantage reproductif, tandis que d’autres sont au contraire désavantageux. La sélection naturelle donne plus de chance aux caractères avantageux.

Doc Processus de sélection naturelle

Au cours du temps, il s’instaure une concurrence entre les organismes sur les paramètres influençant la survie et la reproduction de l’individu (accès à la nourriture, camouflage, attirance sexuelle…).

Les individus présentant des caractères avantageux dans un milieu donné auront plus de chance d’avoir des descendants capables de transmettre ces caractères, car statistiquement ils survivront plus longtemps. La fréquence des allèles à l’origine de ces caractères augmentera donc au cours du temps dans la population.

II La dérive génétique

La dérive génétique est une modification aléatoire (liée au hasard) de la fréquence des allèles. Elle est liée au mode de reproduction sexuée des individus.

Repère
Mot clé

Fixation d’un allèle : fréquence d’un allèle atteignant 100 %. L’allèle fixé dans la population ne peut plus disparaître.

Tous les individus d’une population ne se reproduisent pas ; certains meurent sans descendance. Ceux qui se reproduisent ne laissent que la moitié de leurs allèles à leurs descendants. Il en résulte que, statistiquement, certains allèles disparaissent.

La dérive génétique favorise les allèles qui ne confèrent ni avantage ni désavantage à la population concernée dans son milieu de vie. Elle est d’autant plus forte que l’effectif de la population est petit ; elle peut conduire à la disparition ou à la fixation de certains allèles.

Méthode
Comprendre le principe de la dérive génétique

Pour comprendre l’effet de la taille d’une population sur la dérive génétique, on a modélisé l’évolution de deux populations de tailles différentes durant 100 générations à l’aide d’un logiciel de simulation. Le document présente trois simulations d’évolution des fréquences alléliques.

Formuler une relation entre l’effectif d’une population et la rapidité d’évolution de la dérive génétique.

Doc Modélisation de la dérive génétique

Repère
Conseils

Étape 1 Présenter les graphiques en précisant pour chaque simulation la valeur initiale de la fréquence de l’allèle X puis sa valeur finale. Si la fréquence atteint 0, l’allèle disparaît ; si la fréquence atteint 1, on dit qu’il est fixé.

Indiquer le nombre de générations nécessaire pour la fixation ou la disparition d’un allèle dans chaque population.

Étape 2 Conclure sur la relation entre l’effectif d’une population et la rapidité d’évolution d’un allèle par dérive génétique.

Solution

Étape 1 Les graphiques présentent l’évolution de la fréquence de l’allèle X en fonction du nombre de générations pour une population de 10 individus et une population de 100 individus. La fréquence initiale de l’allèle, pour chaque simulation, est de 0,5.

Pour la population de 10 individus, l’allèle X disparaît rapidement (fréquence égale à 0) ou est rapidement fixé (fréquence égale à 1).

Pour la population de 100 individus, les trois simulations montrent une évolution globalement similaire, la fréquence de l’allèle variant relativement peu d’une génération à l’autre. L’allèle n’a été ni fixé ni perdu.

Étape 2 Plus la population est grande, moins il y a de risque de disparition ou de fixation de certains allèles.