Des forces évolutives à l’œuvre

Correction de l’activité 4 page 198 – Des forces évolutives à l’œuvre

1. En faisant apparaître des allèles mutés (par exemple l’allèle a), les mutations sont responsables d’une baisse de la fréquence de l’allèle A. Si on réalise l’activité proposée dans le document 1, avec un taux de mutation de 0,01 %, on constate qu’au bout de 200 générations, la fréquence de l’allèle A est encore de 98 %.

On peut donc dire que, dans ces conditions, l’évolution de la fréquence allélique est très lente. Il ne s’agit pas de minimiser l’importance des mutations dans l’évolution. Il n’est pas inutile de rappeler que ce sont les mutations qui sont à l’origine des nouveaux allèles, et qui sont donc la source de la diversité génétique. Cependant, à elles seules, c’est-à-dire si elles ne sont pas associées à une sélection naturelle ou à de la dérive génétique, elles font peu varier les fréquences alléliques.

1. On constate sur le graphique que la fréquence de l’allèle vg- diminue au cours du temps, passant de 0,5 à presque 0 en 50 semaines. Cette diminution s’explique par le fait que les individus présentant le génotype vg-//vg- sont dotés d’ailes vestigiales et, ne pouvant pas voler, auront de grandes difficultés à se nourrir et beaucoup mourront avant de pouvoir se reproduire.

Les individus portant l’allèle vg+ auront un plus grand succès reproducteur, et transmettront l’allèle vg+ à leur descendance, au détriment de vg-, ce qui explique la baisse de sa fréquence de génération en génération : c’est la sélection naturelle.

1. L’allèle HbS est responsable, chez les individus homozygotes (HbS//HbS) d’une maladie très invalidante, la drépanocytose. On pourrait donc s’attendre à ce que la fréquence de l’allèle HbS soit presque nulle, les individus portant cet allèle à l’état homozygote étant fortement défavorisés (sans traitement adapté, beaucoup meurent avant d’arriver à l’âge de se reproduire). Cependant, non seulement les individus hétérozygotes ne souffrent pas des symptômes de cette maladie, mais ils sont résistants au paludisme.

Dans les régions frappées par le paludisme, le génotype le plus avantageux est donc HbA//HbS, puisqu’il confère la résistance au paludisme. Les individus portant ce génotype auront donc un avantage reproductif par rapport aux individus HbA//HbA, et comme ils transmettent une fois sur deux l’allèle HbS, la fréquence de ce dernier se maintient à une valeur non nulle.

Un mécanisme similaire expliquerait la fréquence anormalement élevée des allèles responsables de la mucoviscidose (considérée comme la plus fréquente des maladies génétiques graves en Europe et en Amérique du Nord). Il a été envisagé que les individus hétérozygotes (porteurs sains de l’un de ces allèles) puissent être en partie résistants à des maladies comme le choléra ou la tuberculose.

1. Les individus portant l’allèle Ho+ présentant des cornes ont davantage accès aux femelles. On pourrait donc penser que la fréquence de l’allèle Ho+ ne fait qu’augmenter au cours du temps, jusqu’à ce que ce dernier s’impose dans la population. Cependant, l’allèle Ho+ est également à l’origine d’une durée de vie moindre chez les individus qui le portent à l’état homozygote (Ho+// Ho+). Finalement, le génotype le plus avantageux est le génotype hétérozygote Ho+//Ho-, puisque les individus présentent des cornes, mais également une bonne longévité. Comme ils transmettent l’allèle Ho-, ce dernier se maintient dans la population.

Cet exemple est similaire à celui envisagé dans la question précédente. Encore une fois, le génotype le plus avantageux est le génotype hétérozygote qui combine les avantages en termes de survie de l’allèle Ho- et les avantages en termes d’accès aux femelles conférés par l’allèle Ho+. Cet « avantage hétérozygote », aussi appelé hétérosis, est très fréquent chez les végétaux, et explique pourquoi les agriculteurs affectionnent les variétés hybrides F1 (hétérozygotes).

...