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TS-tp-p1A-30 Chapitre 3 : de la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité

1 Objectif : les mécanismes de l'évolution - B2I, taches complexes

Observation : le monde vivant crée de nombreux organismes différents (diversité des espèces) par une multitude de processus de

diversification, le résultat c'est la biodiversité actuelle ou passée. Problème : comment la biodiversité se modifie-t-elle ?

Matériel : livre p. 56, logiciel évolution et site dérive ou logiciel TS-tp-p1A-31-derive, audacity, 4 fichiers sur le site.

Capacités et attitudes Activités expérimentales Compétences

Extraire et organiser des

informations

Utiliser un logiciel de données

Utiliser un logiciel de données

Utiliser un logiciel de données

Extraire et organiser des

informations

Extraire et organiser des

informations

Réaliser une synthèse

1 - La sélection naturelle

La phalène du bouleau (voir p. 2) exo 1 à 4 p. 56 (groupe vers le mur). Modélisation à l'aide d'un logiciel évolution p. 2. Les pinsons des Galapagos, doc p. 58 et p. 3 (groupe vers les fenêtres). Modélisation à l'aide d'un logiciel évolution p. 3.

2 - La dérive génétique

Modéliser l'évolution des allèles "neutre" dans une population à l'aide des logiciels évolution ou dérive (ou lien sur le site). Conclure sur la fréquence d'un allèle dans une population.

Réaliser l'ECE sur le site.

À partir de l'ECE, des docs p. 60 et 61 et p. 4, définir la notion d'espèce.

4 - Les espèces au cours du temps.

À partir des docs p. 62 et 63, définir la notion de spéciation. Bilan Expliquer les mécanismes de l'évolution des espèces.

Analyser une situation concrète,

à partir d'arguments variés

(données génétiques, paléontologiques, biologiques, arbres phylogénétiques, etc.).

Analyser des exemples de

spéciation dans des contextes et selon des mécanismes variés

à partir de documents.

Analyser des informations

relatives à la définition des limites d'une espèce vivante.

Analyser des exemples

d'hybrides interspécifiques fertiles ou non.

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1 - La sélection naturelle : Les Phalènes du bouleau

La phalène du bouleau (Biston betularia) est un papillon nocturne. De jour, il se camoufle sur la partie haute de différents feuillus, sous les

feuilles et les branches. Il existe deux formes interfécondes de Phalènes qui ne différent que par un caractère : leur couleur. La forme

"typica" est de couleur blanche et la forme "carbonaria" est de couleur noire :

En Angleterre, dés 1890, on avait déjà remarqué que les formes noires de ce papillon avaient une fréquence de 98 % dans les régions

industrielles tandis qu'en zone rurale non polluée les formes blanches typiques demeuraient à une fréquence de 100 %.

En 1950, de nombreux marquages et recaptures de formes claires et foncées de phalènes du bouleau, relâchées soit dans des bois

sombres, soit dans des bois clairs ont été effectués. Les statistiques faites sur les recaptures montrèrent une très nette survie en faveur des

formes foncées dans les bois pollués, et une nette survie des formes claires dans les bois non pollués.

D'un point de vue génétique l'allèle "carbonaria" ou "C" est dominant, l'allèle "typica" ou "c" est récessif.

Modélisation avec le logiciel évolution

Sur la page sélection naturelle choisir les paramètres :

- 1ère situation de 1830 typica est très présente et carbonaria est peu présente, l'environnement est non pollué donc C//C et C//c sont

défavorisés, c//c est favorisé.

- 2ème situation de 1950 carbonaria est très présente et typica est peu présente, l'environnement est pollué donc C//C et C//c sont favorisés,

c//c est défavorisé.

Décrire l'évolution des allèles.

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1 - La sélection naturelle : Les pinsons des Galapagos

G. fortis à petit bec

G. fortis à gros bec

Graines de Tribulus cistoides

Deux phénotypes sont principalement représentés : des G. fortis à becs plus petits, majoritaires, se nourrissant essentiellement de petites

En 1977, une forte sécheresse a empêché la production de petites graines. Les pinsons à gros becs ont mieux survécu, en se nourrissant des

graines plus dures. Cet évènement de sélection a inversé les proportions de petits becs et de gros becs au sein de la population.

Par la suite, de fortes précipitations (1983) ont favorisé la production de petites graines tendres. Les pinsons à petits becs ont été avantagés,

se sont plus reproduits et sont redevenus majoritaires.

Geospiza magnirostris

Modélisation avec le logiciel évolution

Sur la page sélection naturelle choisir les paramètres :

- 1ère situation à partir de 1977, l'environnement est plus sec, en faisant l'hypothèse d'un allèle G gros bec dominant, indiquer les phénotypes à

petit bec ou à gros bec.

- 2ème situation à partir de 1983, l'environnement est plus humide, pour les phénotypes à petit bec ou à gros bec.

Décrire l'évolution des allèles.

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Selon Carl Von Linné, une espèce est définie par un ensemble de caractéristiques morphologiques communes avec un organisme de

inféconds."

Ernst Mayr "Les espèces sont des groupes de populations naturelles réellement ou potentiellement capables de se croiser"

Le cas des organismes procaryotes qui ne présentent pas de reproduction sexuée au sens strict du terme.

Le cas des organismes proliférant par multiplication asexuée ou par parthénogenèse, comme certains phasmes.

Les espèces présentant un fort dimorphisme sexuel comme le Bombyx disparate.

Hybrides fertiles

Ours blanc/ours brun "le pizzly" ; Corneille noire/corneille mantelée ; Pieris napi/Pieris (Piéride) ; Bison

Les noms des hybrides sont composés de la première ligre lion tigresse Les mâles sont le plus souvent stériles, à cause de la fragilité des spermatozoïdes, mais les femelles peuvent

être fertiles

tigron tigre lionne liguar lion femelle jaguar jaglion jaguar lionne liard lion léopard

Hybrides stériles

zèbre/jument ; âne/jument "mulet" ? ; zèbre/âne "zébrâne" ? ; cheval/ânesse "bardot"

L'homme de Néandertal ?

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La femelle de la baudroie des abysses est plusieurs centaines de fois plus grosse que le mâle, qu'elle nourrit et qui vit accroché à elle.

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