F2 - La sélection naturelle

La biodiversité des écosystèmes, des espèces et des individus est le résultat de l’évolution. Dans la région de Montpellier, les insecticides ne sont, à l’heure actuelle, plus efficaces sur les populations de moustiques.

 

Problématique : Quel processus biologique explique la perte d’efficacité des insecticides ?

 

Document 1 : La résistance des larves de moustiques aux insecticides dans la région de Montpellier

Dès 1968, la région de Montpellier a été démoustiquée par épandage d’insecticides tuant les larves de moustique. Objectif : développer l’activité touristique. Mais après plusieurs années d’utilisation, ces insecticides se sont révélés de moins en moins efficaces…

Des larves de moustique ont été prélevées dans différents plans d’eau. En laboratoire, elles ont été soumises à un insecticide très utilisé lors des campagnes de démoustication, à une dose qui tuait toutes les larves avant 1968.

 1) Exprimez une relation entre la proportion de larves résistantes et la localisation des sites de collecte des moustiques.

 

 

Document 2 : Fréquence de l’allèle aceR dans différentes populations de moustiques (Montpellier)

 Un gène peut exister sous plusieurs versions appelées allèles. Dans un milieu donné, certains allèles peuvent conférer un avantage aux individus qui les portent, par exemple de plus grandes chances de survie. Plus adaptés au milieu, ils laisseront plus de descendants que les autres. C’est ce qu’on appelle la sélection naturelle. Mais dans un milieu différent, ces mêmes allèles peuvent devenir désavantageux. Un allèle donné n’est donc pas forcément « bon » ou « mauvais ».

 Il existe différents allèles du gène ace. L’allèle aceR était très rare avant 1968. Il confère une résistance aux insecticides utilisés. En l’absence d’insecticide, les larves résistantes se développement plus lentement et vivent moins longtemps que les autres, souvent victimes de prédateurs.

2) Indiquez la cause de la résistance des moustiques.

 

 

Document 3 : Modélisation de la sélection naturelle sur une génération.

 On simule la transmission d’un gène comportant deux allèles B et R, représentés respectivement par des billes blanches et rouges.

 

1 – Vous partez d’une population d’individus ayant chacun un allèle blanc et un allèle rouge.

Les fréquences initiales des allèles sont donc : f(R) = 0,5 (ou 50% ou ½) et f(B) = 0,5 (ou 50% ou  ½).

Pour modéliser cette population, mettez dans un sac 10 billes rouges et 10 billes blanches.

 

2 – Formez 20 descendants en tirant pour chacun deux allèles au hasard dans le sac.

Vous pouvez donc tirer soit rouge rouge (R//R), soit blanc blanc (B//B), soit rouge blanc (R//B).

NB : Attention, vous devez remettre les billes dans le sac à chaque fois (=tirage avec remise).

 

3 – Appliquez la règle suivante : l’allèle R donne un avantage dans le milieu :

- si les individus héritent de deux allèles R c’est-à-dire les individus (R//R)      à ils survivent

- si les individus héritent d’un seul allèle R c’est-à-dire les individus (R//B)      à ils ont 1 chance sur 2 de survivre (tirer à pile ou face)

- si les individus n’héritent d’aucun allèle R c’est-à-dire les individus (B//B)      à ils meurent

 

4 – Calculez maintenant la fréquence de chaque allèle chez les survivants. Pour cela :

  • Comptez le nombre d’allèles R 
  • Comptez le nombre d’allèles B
  • Faites le total T = R + B
  • Calculez la fréquence f(R) = nombre d’allèles R / Total

  

3) Suivez les consignes de modélisation et présentez vos résultats sous la forme de votre choix (schéma, photo…).

 

4) Calculez la fréquence de l’allèle R parmi les survivants.

Que constatez-vous ?

 

5) A partir de vos résultats, expliquez l’effet de la sélection naturelle sur la fréquence de l’allèle aceR dans les zones traitées et non traitées par les insecticides. Aidez-vous du document 2.

Aide : les graines rouges représentent l’allèle aceR puisque c’est l’allèle avantageux.

 

6) Montrez que la sélection naturelle modifie la fréquence des allèles au sein des populations afin de répondre à la problématique.