La biodiversité et son évolution — Enseignement Scientifique Terminale

📘 L’évolution génétique et les forces évolutives

En l’absence de forces évolutives (population infinie, panmixie), les fréquences alléliques sont stables d’une génération à l’autre : c’est l’équilibre de Hardy-Weinberg. Dans la réalité, les migrations, mutations, sélection naturelle et dérive génétique modifient ces fréquences.


📐 Le modèle de Hardy-Weinberg

Pour deux allèles A (fréquence p) et a (fréquence q), avec p + q = 1 :

Génotype Fréquence attendue
(A//A)
(A//a) 2pq
(a//a)

Conditions : population de taille infinie, reproduction sexuée, panmixie (reproduction au hasard), absence de forces évolutives.

👉 Application fleurs : f(R) = 0,6 → p = 0,6 ; f(r) = 0,4 → q = 0,4.
Fréquences attendues : f(R//R) = 0,36 ; f(R//r) = 0,48 ; f(r//r) = 0,16. Résultats observés identiques → la population suit Hardy-Weinberg.


📐 Les forces évolutives

1️⃣ Migrations

Schéma illustrant les effets des migrations sur les fréquences alléliques : une population 1 (f(A)=0,7, f(a)=0,3) perd des migrants qui rejoignent une population 2 (f(A)=0,55, f(a)=0,45). La population 2 après arrivée des migrants devient la population 2' avec des fréquences modifiées (f(A)=0,62, f(a)=0,38). Les deux populations voient leurs fréquences alléliques modifiées par la migration.
Migrations : l’arrivée ou le départ d’individus modifie les fréquences alléliques dans les populations de départ et d’arrivée

2️⃣ Mutations

Schéma des effets des mutations génétiques sur les fréquences alléliques chez les Phalènes du bouleau (papillons) : initialement, la population est quasi entièrement blanche (allèle clair dominant). Une mutation fait apparaître un nouvel allèle conférant la couleur noire. La fréquence de ce nouvel allèle augmente progressivement dans la population, augmentant sa diversité génétique.
Mutations : apparition de nouveaux allèles (ex. allèle noir chez les Phalènes du bouleau) → augmentation de la diversité génétique

3️⃣ Sélection naturelle

Graphique de l'évolution des fréquences alléliques chez les Phalènes du bouleau dans la région de Manchester : avant la révolution industrielle, les papillons blancs (allèle clair) sont majoritaires car moins visibles sur les troncs clairs (camouflage). Après la révolution industrielle, la pollution noircit les troncs → les papillons noirs (allèle D) sont favorisés (moins visibles des prédateurs) → leur fréquence augmente. Après la dépollution, les papillons blancs redeviennent majoritaires.
Sélection naturelle (Phalènes du bouleau) : allèle D (noir) favorisé lors de la pollution industrielle (troncs noircis → camouflage)

4️⃣ Dérive génétique

Simulation de l'évolution de 5 allèles dans une population de faible effectif (dérive génétique) : au départ, 5 allèles sont en proportion égale (20 % chacun). Par hasard, les allèles noir, orange et vert disparaissent avant la 5e génération. À la 8e génération, l'allèle rouge atteint 100 % : fixation. La dérive est d'autant plus rapide que la population est petite.
Dérive génétique dans une petite population : disparition aléatoire des allèles → appauvrissement de la diversité génétique
Force évolutive Mécanisme Effet sur la diversité
Migration Arrivée/départ d’individus Modifie les fréquences alléliques
Mutation Apparition de nouveaux allèles Augmente la diversité
Sélection naturelle Allèles avantageux transmis davantage Favorise certains allèles
Dérive génétique Hasard dans les petites populations Appauvrit la diversité (fixation d’un allèle)

💡 À retenir

• Hardy-Weinberg : f(AA) = p², f(Aa) = 2pq, f(aa) = q². Stable si population infinie + panmixie + pas de forces évolutives.
• 4 forces évolutives : migration, mutation, sélection naturelle, dérive génétique.
• Dérive génétique : d’autant plus forte que la population est petite → fixation ou disparition aléatoire d’un allèle.

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