Sujet du devoir

Proposition de correction

Exercice 1 : question de cours

Expliquez brièvement les mécanismes entrant en jeu dans l’émergence d’une nouvelle espèce.

L’émergence d’une nouvelle espèce se produit lorsqu’une population d’une espèce est séparée en deux populations.
Comment peut se faire cette séparation et que signifie « séparation » ?
La séparation des deux population correspond à la mise en place d’une barrière reproductive : les individus des deux populations ne se reproduisent plus entre eux. Cela abouti donc à une limitation des flux d’allèles entre les deux populations et ces deux populations vont donc évoluer indépendamment l’une de l’autre.
Cette séparation peut se faire de deux manières :

– Séparation avec barrière géographique :
Cela se passe lorsqu’une barrière géographique infranchissable pour les individus de cette espèce se met en place au milieu de la répartition géographique de la population initiale (montagnes, mer, lacs…) ou si la population migre vers deux zones séparées par une barrière environnementale.

– Séparation sans barrière géographique :
La barrière reproductive peut se mettre en place dans une même zone géographique. En effet, au sein d’une population, il y a une diversité de phénotypes. Certains phénotypes sont avantagés sur certaines composantes de l’environnement et c’est la même chose pour d’autres phénotypes. Ainsi, certains phénotypes vont se « spécialiser » (régime nutritif particulier, interaction particulière avec d’autres espèces, etc…). Sachant que les individus se reproduisent plus entre homologues, les individu d’un phénotype auront plus de probabilité de se reproduire avec un individu du même phénotype. Ainsi, petit à petit, les deux population, bien qu’en contact, se reproduiront de moins en moins entre elles, chacune étant spécialisé sur une niche écologique différente.

Par la suite, avec l’absence de reproductions entre le deux populations, chacune d’elle va évoluer différemment. Cela signifie qu’elle vont connaître une sélection naturelle et une dérive génétique différente. La sélection naturelle est le fait que, dans un certain environnement, certains individus sont avantagées au vu de leur phénotype (meilleure nutrition, évitement des prédateurs, comportement avantageux…). Ces individus auront donc plus de chance de se reproduire et transmettront donc d’avantage leurs allèles à la génération suivante. Ainsi, ces phénotypes se propagent dans toute la population au cours des générations. La dérive génétique est indépendante de l’environnement. C’est le fait que certaines mutations sont neutres (mutations sur des gènes ou des portions de gènes peu ou pas soumis à la sélection naturelle) : la fréquence des allèles issus de ces mutations évolue donc au hasard au sein des populations, d’autant plus vite que la population est petite.
Ceci aboutit au final à l’accumulation de différences telles que la reproduction ne sera plus du tout possible entre les deux population. On aboutit ainsi à deux espèce distinctes.

Exercice 2 : analyse de documents

Analyse doc 1 (Hbs) :

La drépanocytose est une maladie génétique qui aboutit à la formation d’hématies défaillantes car rigides et cassantes. Les individus ne possédant qu’un allèle à l’origine de la maladie (hétérozygotes) ne meurent pas de la drépanocytose mais ont des signes cliniques de la maladie. On remarque que l’allèle responsable de la maladie (Hbs) est essentiellement distribué au centre de l’Afrique (donner des valeurs).

Analyse doc 2 (palu) :

Le paludisme est une maladie générée par un parasite qui se développe dans les hématies. Cette maladie est mortelle si des soins ne sont pas apportés. On remarque que le paludisme se distribue en Afrique surtout au centre du continent.

Mise en relation docs 1 et 2 :

On remarque donc que les zones de distributions du paludisme et de la drépanocytose sont relativement similaires. On peut donc penser qu’il y a un lien entre ces deux maladies car les zones où le paludisme est très développé sont les mêmes zones où la fréquence de l’allèle Hbs est élevé.

Analyse doc 3 :

Le document montre des études sur la mortalité du paludisme dans différents pays sur des échantillons de population en lien avec la présence ou non d’allèle Hbs chez les individus. On remarque tout d’abord qu’il n’y a jamais de victimes hétérozygote. Cependant, le nombre théorique d’hétérozygotes (résultats attendus) qui auraient du décéder du paludisme oscille entre 6 et 1 pour des échantillons de 13 à 27 personnes décédées. Ce chiffre théorique correspond à la fréquence d’hétérozygotes dans la population appliquées à l’échantillon (par exemple, au Zaïre, étant donné qu’il y a 26% d’hétérozygotes, on aurait du avoir 6 hétérozygotes décédés du paludisme (0,26 x 23 = 5,98 individus). Cet écart à la théorie montre qu’il est avantageux de posséder un allèle HbS : cela semble protéger du paludisme.
En effet, on nous dit dans le texte que la drépanocytose entraîne l’éclatement des hématies et/ou une forme en faucille. Or nous avons vu que le parasite Plasmodium se développait à l’interieur des hématies. On peut donc penser que, si les hématies sont modifiées ou détruites, il n’y a pas de développement possible du Plasmodium.

Conclusion :

La drépanocytose apporte un avantage dans les population où le paludisme est présent car le parasite Plasmodium infeste plus difficilement les individus drépanocytaires. Ces individus vivent donc plus longtemps si ils sont hétérozygotes car ils ne meurent pas de la drépanocytose et sont protégés du paludisme. Ils ont une plus grande descendance et transmettent donc des allèles Hbs à la génération suivante. De ce fait, la fréquence de l’allèle Hbs reste élevée dans ces populations.