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Modélisation des forces évolutives à l’origine de la biodiversité
 Modéliser la sélection naturelle
Protocole : Ouvrir le logiciel « Sélection naturelle » (téléchargeable : https://phet.colorado.edu/fr/simulation/natural-selection)
Cliquez sur « Ajouter un e-camarade ».
Pour ajouter une mutation, cliquez sur la mutation correspondante pendant la 1 ère génération.
Pour ajouter un facteur de sélection, cliquez sur le facteur choisi pendant la 3 ème génération.
Durant la 5ème génération, cliquez sur « Pause ».
Remplissez le tableau suivant à partir du graphique « Population » en bas au centre.
Climat tempéré
Pas de
mutation,
pas de
loups
Effectif
fourrure
Effectif
fourrure
Mutation
« Fourrure
brune »,
pas de loups
Climat arctique
Mutation
« Fourrure
brune »,
présence de
loups
Pas de
mutation,
pas de
loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
pas de loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
présence de
loups
de lapins à
blanche
de lapins à
brune
A quoi servent les simulations sans « loups » ?
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Analysez les résultats obtenus.
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 Modéliser la dérive génétique
Remplissez le tableau suivant à partir du graphique « Population » en bas au centre. Effectuez
3 simulations pour chaque colonne.
Climat tempéré
Pas de
mutation.
Effectif
fourrure
Effectif
fourrure
de lapins à
blanche
de lapins à
brune
Mutation
« Fourrure
brune ».
Climat arctique
Mutation
« Fourrure
brune »,
nourriture
limitante.
Pas de
mutation.
Mutation
« Fourrure
brune ».
Mutation
« Fourrure
brune »,
nourriture
limitante.
Analysez les résultats obtenus.
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 Interprétation – Discussion
Effectuez une simulation sans mutation et sans nourriture limitante. Laissez-la se poursuivre
pendant 10 générations. Qu’observez-vous ? Quel est le rôle des facteurs de sélection (prédation,
nourriture limitante) sur l’effectif de la population de lapins ?
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Qu’entraînent la sélection naturelle et la dérive génétique sur la fréquence des allèles
sauvage (fourrure blanche) et muté (fourrure brune) dans la population ?
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Quelles sont les différences entre la sélection naturelle et la dérive génétique ?
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Quelles sont les limites de cette modélisation ? (Qu’est-ce qui est simplifié par rapport à la
réalité ?)
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Correction - Modélisation des forces évolutives à l’origine de la biodiversité
 Modéliser la sélection naturelle
Protocole : Ouvrir le logiciel « Sélection naturelle » (téléchargeable : )
Cliquez sur « Ajouter un e-camarade ».
Pour ajouter une mutation, cliquez sur la mutation correspondante pendant la 1 ère génération.
Pour ajouter un facteur de sélection, cliquez sur le facteur choisi pendant la 3 ème génération.
Durant la 5ème génération, cliquez sur « Pause ».
Remplissez le tableau suivant à partir du graphique « Population » en bas au centre.
Climat tempéré
Effectif
fourrure
Effectif
fourrure
de lapins à
blanche
de lapins à
brune
Climat arctique
Pas de
mutation,
pas de
loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
pas de loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
présence de
loups
Pas de
mutation,
pas de
loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
pas de loups
Mutation
« Fourrure
brune »,
présence de
loups
160
116
4
160
116
10
0
50
10
0
50
4
A quoi servent les simulations sans « loups » ?
Les simulations sans « loups » sont des témoins qui permettront par la suite d’effectuer des comparaisons.
Analysez les résultats obtenus.
On constate que le climat n’a pas d’influence sur les effectifs des populations sans prédation par les loups. De
même, les mutations n’ont pas d’influence sur les effectifs des populations sans les loups mais sur les parts des
phénotypes observés.
La prédation entraîne une réduction drastique des effectifs des populations et des proportions des phénotypes
observés : en climat tempéré, les lapins à fourrure brune sont favorisés (camouflage) ; en climat arctique, les lapins
à fourrure blanche sont favorisés.
 Modéliser la dérive génétique
Remplissez le tableau suivant à partir du graphique « Population » en bas au centre. Effectuez
3 simulations pour chaque colonne.
Climat tempéré
Effectif
fourrure
Effectif
fourrure
de lapins à
blanche
de lapins à
brune
Climat arctique
Pas de
mutation.
Mutation
« Fourrure
brune ».
Mutation
« Fourrure
brune »,
nourriture
limitante.
Pas de
mutation.
Mutation
« Fourrure
brune ».
Mutation
« Fourrure
brune »,
nourriture
limitante.
160
116
12 ; 18 ; 41
160
116
25 ; 2 ; 18
0
50
45 ; 6 ; 33
0
50
12 ; 40 ; 3
Analysez les résultats obtenus.
On constate que le climat n’a ici aucune influence sur les effectifs des populations. De même, les mutations n’ont
pas d’influence sur les effectifs des populations mais sur les parts des phénotypes observés.
La pénurie de nourriture entraîne une réduction drastique des effectifs des populations et des proportions des
phénotypes observés, mais celle-ci n’est pas lié au climat ni à la mutation puisque les résultats diffèrent totalement
d’un essai à l’autre.
 Interprétation – Discussion
Effectuez une simulation sans mutation et sans nourriture limitante et laissez là se poursuivre
pendant 10 générations. Qu’observez-vous ? Quel est le rôle des facteurs de sélection (prédation,
nourriture limitante) sur l’effectif de la population de lapins ?
On observe une explosion démographique (croissance exponentielle de la population) car aucune ressource ne
limite sa croissance. Le rôle des facteurs de sélection est donc de limiter la croissance de la population.
Qu’entraînent la sélection naturelle et la dérive génétique sur la fréquence des allèles
sauvage (fourrure blanche) et muté (fourrure brune) dans la population ?
La sélection naturelle et la dérive génétique permettent de modifier la fréquence des allèles (ici manifestée par les
phénotypes) jusqu’à une éventuelle fixation de l’un des deux (muté ou sauvage) à l’échelle de la population,
pouvant conduire à une spéciation.
Quelles sont les différences entre la sélection naturelle et la dérive génétique ?
La sélection naturelle augmente la fréquence des mutations présentant un avantage aux individus (augmentant leur
fitness) dans leur environnement. Au contraire, elle diminue la fréquence des mutations présentant un désavantage aux
individus (diminuant leur fitness) dans leur environnement. La sélection naturelle dépend donc des facteurs de
l’environnement.
A l’inverse, la dérive génétique (théorie neutraliste) relève du hasard et de processus aléatoires, elle ne tient pas compte
des facteurs de l’environnement. Elle peut aussi, à plus long terme, conduire à la fixation d’un allèle.
Quelles sont les limites de cette modélisation ? (Qu’est-ce qui est simplifié par rapport à la
réalité ?)
Ici on ne tient compte que d’un facteur de sélection à la fois. Dans la nature, une combinaison importante de facteurs,
dont les modalités diffèrent dans le temps et dans l’espace, agissent sur les fréquences alléliques (accès à l’eau, à la
lumière, pH, teneur en O2, compétition, parasitisme…).