La phalène du bouleau (Biston betularia)

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1 La phalène du bouleau (Biston betularia)
Forme pâle Forme mélanique Jusqu ’en 1848 (Angleterre), tous les spécimens connus = forme pâle À la fin du XIXe siècle, 98% des individus = forme mélanique

2 La phalène du bouleau (Biston betularia)
Forme pâle = (typica) bon camouflage sur les troncs d’arbres couverts de lichen. Forme mélanique = (carbonaria) bon camouflage sur les troncs dépourvus de lichens et noircis par la pollution. À partir du milieu du XIXe siècle, la pollution a fait disparaître les lichens des arbres et la suie les a noircis. Dans les régions polluées, la sélection naturelle a remplacé les pâles par la forme mélanique en quelques années. Dans les régions où on a mis fin à la pollution, les pâles sont redevenus majoritaires.

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4 C ’est ce qu ’on appelle la sélection naturelle !

5 Nous ne sommes pas tous égaux.
Il y a des variations entre les individus : à chaque génération, les descendants diffèrent de leurs parents et diffèrent entre eux. Nous ne sommes pas tous égaux. Voir p 73 du nathan : coccinelles asiatiques

6 La descendance d’une espèce est beaucoup trop nombreuse pour les ressources du milieu. Il n’y a pas de place pour tous le monde. Sans limitation, une population s’accroît de façon exponentielle. Les ressources naturelles limitées empêchent les populations de s'accroître indéfiniment. Un couple d'éléphants engendre 19 millions d’individus en 750 ans. Une morue peut pondre plus de 6 millions d ’œufs. Une vesse-de-Loup libère des millions de spores Campbell : 472 (2eéd. Française) — Figure 22.8

7 Déterminisme génétique et fréquences allèliques
Le déterminisme génétique de cette coloration est monogénique et autosomique, l'alléle carbonaria (C) étant dominant sur l'allèle typica (c). [Forme mélanique] CC ou Cc [Forme claire] cc fréquence des allèles sur 100 ans dans la région industrielle de Manchester

8 1-rejet du modèle Lamarckien
L'hypothèse la plus répandue supposait alors une action dirigée de l'environnement, modifiant un caractère héréditaire d'un organisme pour mieux adapter celui-ci à son milieu, caractère alors transmis sous la forme nouvellement acquise. Cette hypothèse, très ancienne, a été formalisée plus particulièrement par Lamarck (1744–1829). Elle est souvent présentée sous le terme d' hérédité des caractères acquis. L'idée centrale de l'hypothèse lamarckienne est celle d'une action directe (non-aléatoire) de l'environnement sur le caractère adéquat. Il ne s'agit donc pas d'une simple mutation au hasard. Dans le cas du mélanisme industriel, on a supposé que la modification des objets environnants induisait directement le changement de couleur chez les femelles reproductrices. En termes actuels, il s'agirait d'une mutagenèse dirigée. Compte tenu des connaissances actuelles sur le matériel génétique on conçoit les difficultés de cette hypothèse. Il faudrait en effet que l'environnement 'reconnaisse' le gène adéquat pour le modifier, et ceci, spécifiquement dans le 'bon sens'. De nombreuses expériences ont été réalisées pour examiner cette hypothèse, mais aucune ne permet actuellement de la retenir

9 2 – Le modèle darwinien Dès 1897, certains chercheurs proposèrent une explication au mélanisme industriel dans le cadre de la sélection naturelle: les individus typica posés sur des bouleaux clairs couverts de lichens étaient mieux camouflés des oiseaux prédateurs que les individus carbonaria. L'inverse se produisait s'ils reposaient sur des bouleaux noircis par les suies et dépourvus de lichens. Les deux formes seraient alors consommées de façon différente selon le type de support, la forme mélanique étant avantagée sur des arbres noircis. Elle se serait ainsi répandue facilement dans les régions industrialisées, suite à la modification de la surface des bouleaux par la pollution.

10 Données expérimentales du doc 2 b p 131 Les deux formes sont recapturées différemment selon la région. Il apparaît donc que la technique de capture-recapture (qui elle est toujours la même) n'est pas responsable des différences observées. Kettlewell interprète ces données en terme de survie différentielle.

11 Contre-épreuve : les conséquences de la dépollution
L'interprétation sélectionniste proposée a pu être mise à l'épreuve de façon inattendue depuis les années 1950. En effet, si les hypothèses sont correctes on doit s'attendre à ce qu'un changement d'environnement éliminant la pollution favorise à nouveau les formes claires. Dans les années 1950, la Grande Bretagne adopta une législation anti-pollution (the Clean Air Acts) qui eut pour effet de réduire les émission de suie et de SO2. Dans la période qui suivit on observera une diminution de la fréquence de la forme mélanique, qui se poursuit depuis lors : Doc 2c p 131

12 Dans la lutte pour l'existence, la survie n'est pas laissée au hasard
Dans la lutte pour l'existence, la survie n'est pas laissée au hasard. Les individus qui présentent les meilleures variations par rapport au milieu sont favorisés et engendrent plus de descendants que les moins aptes. La population se modifie graduellement au fur et à mesure que les caractères favorables s'accumulent au fil des générations. C'est cela, l'évolution.

13 La spéciation est l'apparition d'espèces nouvelles à partir des anciennes qui évoluent.
On définit l'espèce de deux façons : La définition morphologique La définition biologique

14 Elle est alors devenue une nouvelle espèce.
Une nouvelle espèce naît après qu'une population se soit retrouvée isolée sur le plan géographique de sa population ancestrale. À mesure que son patrimoine génétique évolue (dérive génétique, sélection naturelle et mutations), elle peut devenir incapable de se reproduire avec l'espèce ancestrale (en isolement reproductif). Elle est alors devenue une nouvelle espèce. Se fait au bout de milliers ou millions d’années. Le plus important mode de spéciation chez les animaux. L’entrave au flux génique entre la population mère et la population scissionniste est une barrière géographique (isolement géographique)

15 Un exemple La spéciation allopatrique de l'écureuil-antilope dans le Grand Canyon (au Colorado) A. harrisi A. leucurus Barrière géographique

16 La spéciation allopatrique des poissons Cyprinodontidés
Un autre exemple La spéciation allopatrique des poissons Cyprinodontidés Cyprinodon diabolis Le point d’eau Devil’s hole est habité par l’espèce Cyprinodon diabolis Barrière géographique Death Valley, aux Etats-Unis, a été formé il y a ans par l’assèchement d’un grand lac dont il ne reste que quelques points d’eau isolés. La température et la salinité des points d’eau varie considérablement. Chaque point d’eau habité contient une espèce de Cyprinodontidés adaptée à ce milieu et qui ne se trouve nulle part ailleurs dans le monde. Les différentes espèces descendent d’une même population ancestrale qui s’est fragmentée en plusieurs sous-populations à cause de l’assèchement du lac. Les populations isolées ont alors divergé par suite de la dérive génétique et de la sélection naturelle et sont devenues des espèces différentes.

17 Sources biblio