4- En comparant f(A) et f(a) de G1 et
f(A) et f(a) de G2 tout en respectant
les paramètres de la loi de Hardy –
Weinberg (= La structure génétique
d’une population de grand effectif
est stable d’une génération à l’autre
sous certaines conditions : absence
de migration, mutation et de
sélection), on vient montrer que f(A)
et f(a) ne changent pas de
génération en génération.
TP 2 – Activité 2 : Confronter la réalité au modèle de Hardy – Weinberg : Etude de la dynamique
d’une population d’araignée Paon
Génération
p
1
0.4
2
0.46
3
0.52
4
0.57
5
0.60
6
0.63
7
0.65
8
0.67
9
0.68
Araignée Paon mâle (Maratus volans) en pleine
10
0.69
parade nuptiale
1- De génération en génération dans la population d’araignée, f(A) augmente et f(a) diminue.
La loi de Hardy – Weinberg stipule que la fréquence des allèles ne change pas de génération en
génération.
Donc les variations de la fréquence des allèles A et a dans la population d’araignée n’est pas en
accord avec la loi de Hardy – Weinberg.
Araignée Paon mâle (Maratus volans) en
pleine parade nuptiale
f(A) = p et f(a) = q (p+q=1)
(A//A) très contrastés.
(A//a)
moyennement
contrastés.
(a//a) peu contrastés.
- Plus les mâles sont contrastés
plus l’avantage sexuel est
important.
- Plus les mâles sont contrastés
plus ils sont soumis à la
prédation.
Génération
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
p
0.4
0.46
0.52
0.57
0.60
0.63
0.65
0.67
0.68
0.69
2- Hypothèse : On suppose que la variation de la fréquence des allèles A et a
dans la population d’araignée serait due à la sélection sexuelle plus importante
pour f(A) par rapport à la prédation.
QUESTION 1 : En faisant varier les coefficients de sélection sexuelle, rapprochez au maximum
votre simulation des résultats obtenus dans la nature.
0,4
1,1
Evolution des fréquences des allèles A et a au cours du
temps
1,0
Fréquence de l'allèle A
0,9
1
0,7
Une valeur sélective plus importante pour
les individus (A//A) et moins importante
pour les individus (a//a) est en accord
avec l’évolution de la population
d’araignée au cours des générations.
Donc la sélection sexuelle intervient dans
la variation de la fréquence des allèles A et
a au cours des générations.
Fréquence de l'allèle a
0,8
0,7
Féquence
Valeur initiale de p =
Valeur sélective des
homozygotes AA =
Valeur sélective des
hétérozyogotes Aa =
Valeur sélective des
homozygotes aa =
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
10
Générations
QUESTION 1 : En faisant varier les coefficients de sélection sexuelle, rapprochez au maximum
votre simulation des résultats obtenus dans la nature.
Valeur initiale de p =
Valeur sélective des
homozygotes AA =
Valeur sélective des
hétérozyogotes Aa =
Valeur sélective des
homozygotes aa =
0,4
Fréquence de l'allèle A
Fréquence de l'allèle a
1
1.1
Evolution des fréquences des allèles A et a au cours du
temps
1,0
0,9
0,8
0,7
Une valeur sélective plus importante pour
les individus (A//A) et (A//a) et une valeur
sélective moins importante pour les
individus (a//a) est en accord avec
l’évolution de la population d’araignée au
cours des générations.
Donc la sélection sexuelle intervient dans la
variation de la fréquence des allèles A et a au
cours des générations.
Féquence
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
10
Générations
QUESTION 2 : D'après le document ressource, quel autre paramètre doit-on prendre en compte
? Faites varier le paramètre pour montrer que la sélection sexuelle n'est pas l'unique
paramètre en jeu.
Evolution des fréquences des allèles A et a au cours du
0,4
1,8
1,1
0,5
temps
1,0
Fréquence de l'allèle A
Fréquence de l'allèle a
0,9
0,8
0,7
Féquence
Valeur initiale de p =
Valeur sélective des homozygotes AA =
Valeur sélective des hétérozygotes Aa =
Valeur sélective des homozygotes aa =
0,6
Mortalité supplémentaire des
homozygotes AA due à la prédation
(entre 0 = très faible et 1 = très élevée)
0,5
0,4
0,1
0,3
0,2
0,1
0,0
0
10
Générations
- La mortalité supplémentaire des individus (A//A), liée à la prédation, doit être prise en
compte. Il faut alors modifier la valeur sélective des individus pour coller à la réalité.
QUESTION 3 : Sur 10 autres populations de même taille, on observe que les fréquences
alléliques évoluent de manière comparable mais un peu différente. Comment pouvez-vous
l'expliquer à partir de l'utilisation du tableur ?
0,4
1,8
1,1
0,5
Evolution des fréquences des allèles A et a au cours du
temps
1,0
Fréquence de l'allèle A
Fréquence de l'allèle a
0,9
0,8
0,7
Féquence
Valeur initiale de p =
Valeur sélective des homozygotes AA =
Valeur sélective des hétérozyogotes Aa =
Valeur sélective des homozygotes aa =
Attention : même en l'absence de
sélection, une population est soumise à la
dérive génétique ! Faire varier la valeur
entre 0 (dérive nulle) et 1 (dérive
maximale).
Mortalité supplémentaire des homozygotes
AA due à la prédation (entre 0 = très faible
et 1 = très élevée)
0,6
0,5
0,4
0,1
0,3
0,2
0,1
0,1
0,0
0
Générations
10
La dérive génétique est aussi un paramètre à prendre en compte, ce qui explique les variations
des fréquences allèliques d’une population à l’autre.
Modélisation de l’évolution des fréquences des allèles A et a en fonction du temps en modifiant l’impact des forces évolutives :
sélection naturelle (sélection sexuelle, prédation) et dérive génétique.
- Les écarts de la variation des fréquences alléliques dans les
populations de génération en génération par rapport à la loi
de Hardy - Weinberg permettent d’identifier et quantifier
l'impact des forces évolutives au cours du temps.
Document 1 : Evolution de la fréquence
des allèles A et a au cours des générations
Bilan :
-Au cours de l’évolution biologique, la composition génétique des populations d’une espèce
change de génération en génération.
-Le modèle mathématique de Hardy-Weinberg utilise la théorie des probabilités pour décrire
le phénomène aléatoire de transmission des allèles dans une population. En assimilant les
probabilités à des fréquences pour des effectifs de grande taille (loi des grands nombres), le
modèle prédit que la structure génétique d’une population de grand effectif est stable d’une
génération à l’autre sous certaines conditions (absence de migration, de mutation et de
sélection). Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.
-Les écarts entre les fréquences observées sur une population naturelle et les résultats du
modèle s’expliquent notamment par les effets de forces évolutives (mutation, sélection
naturelle, sélection sexuelle, dérive génétique, etc.).