Les populations évoluent dans le temps :

Elles évoluent aussi dans des milieux qui diffèrent ou ne sont pas stables au cours de ce temps.

On se demande quelles relations s'établissent entre allèles, milieu et temps dans le cadre de l'évolution.

I. La phalène du bouleau.

Crédit image Gilles Macagno

La Phalène du bouleau (Biston betularia) est un papillon nocturne qui, le jour, s’immobilise, ailes étendues, sur le tronc des arbres et les murs.

Jusqu’au milieu du XIXe siècle, existent exclusivement des populations d’individus de forme typique : ils sont de couleur claire, avec quelques taches sombres, et, posés sur les troncs des bouleaux, ils se confondent avec l’écorce couverte de lichens.

forme typique

En 1848, un premier spécimen sombre est repéré dans la région de Manchester. A partir de cette date, on rencontre de plus en plus d’individus de cette forme sombre (forme carbonaria) dont la fréquence va augmenter rapidement et devenir prédominante dans certaines régions où les industries, alors en plein essor, font disparaître les lichens et noircir le tronc des bouleaux. C‘est le cas par exemple autour de Manchester et de Birmingham.

Mutation sombre

Ailleurs, dans les régions rurales comme celle du Dorset, la forme typique reste pratiquement la seule présente.

La couleur est déterminée par un gène : l’allèle responsable de la forme sombre domine celui qui commande la couleur claire.
Un ensemble d’observations et d’expériences ont permis d’identifier des facteurs susceptibles d’expliquer l’évolution des populations de Phalènes.

1) les phalènes dans leurs milieux.

Les phalènes dans le Dorset, région agricole.

Les phalènes à Birmingham, région industrielle.

2) Etude expérimentale.

Des papillons mâles des 2 formes, marqués d’une petite tache de peinture, sont lâchés dans deux régions, celle, industrielle, de Birmingham et celle, rurale, du Dorset. Le jour, des observations à la jumelle révèlent que de nombreux papillons posés sur les troncs sont capturés par des oiseaux. On a évalué les survivants, recapturés la nuit (attirés par des femelles émettant des phéromones ou par des lampes à ultra-violets). Le tableau traduit l’expérience et ses résultats.

Birmingham Dorset
Nombre de papillons clairs Lâchés 496 64
Recapturés 62 16
Nombre de papillons sombres Lâchés 154 473
Recapturés 82 30

☛ D'après les résultats de cette étude, justifiez la pression de sélection exercée sur les 2 allèles par les milieux du fait de la prédation .

II. La drépanocytose.

La drépanocytose est une maladie génétique déterminée par la possession d'un allèle, dit HbS, de la chaîne bêta de l'hémoglobine. Les hétérozygtes HbS//HbA ne sont pas malades (phénotypiquement parlant). Par contre, l'anémie falciforme atteint les sujets homozygotes HbS//HbS. Leurs hématies sont déformées en faucille, d'où le nom d'anémie falciforme aussi donné à la maladie. Ceci est du à une polymérisation de l'hémoglobine HbS.

Les hématies normales : De jolis disques biconcaves.

Les hématies drépanocytaires : La polymérisation de l'hémoglobine les déforme "en faucille".

1) fréquence dans les populations.

On constate une fréquence bien plus grande de l'allèle drépanocytaire dans certaines populations d'Afrique et du pourtour du bassin méditerranéen (jusquà 20%), alors qu'il est à taux confidentiel dans d'autres pays (de 0 à 2%).

On cherche à expliquer de telles différences de fréquence de cet allèle dans les populations.

2) Drépanocytose et paludisme.

Le paludisme est une maladie parasitaire transmise par certains moustiques qui inoculent le Plasmodium par leur piqûre. Il est donc lié à la présence de ceux-ci, laquelle est liée à des conditions de chaleur et d'humidité.

Le protozoaire s'installe dans les hématies où il se multiplie.

La fréquence du paludisme présente une répartition géographique.
Fréquence du paludisme Fréquence de la drépanocytose

On note la superposition des zones à paludisme avec celles où la fréquence de l'allèle DREP est grande.

On a cherché la corrélation entre ces deux allèles, notamment dans des populations africaines où on a recensé 3 paramètres : Le % d'hétérozygtes HbS//HbA, le nombre de décés dus au paludisme et le nombre h'étérozygotes HbS//HbA décédés parmi eux.

% d'HbS//HbA dans la population Nombre de décés par paludisme Nombre d'HbS//HbA parmi les décés
Moyennes 21.2 100 1

☛ Interprétez dans le sens de la valeur de l'allèle (négative ou positive pour la survie) suivant le milieu (présence ou absence de paludisme).

© op-2013.

Fermer la fenêtre