Groupe Apprentis

 

Présentation des documents : Évolution de la pigmentation chez la phalène du bouleau

 

• Document 2 : présente les deux phénotypes de la phalène du bouleau, ainsi que les génotypes associés. La coloration de la phalène est associée aux deux allèles du gène cortex.

 

• Document 3 : montre que les phalènes ont une survie différentielle selon le milieu. En milieu non pollué les phalènes claires ont une survie plus importante, alors qu’en milieu pollué les phalènes sombres ont une survie plus importante.

 

• Document 4 : permet de faire le lien d’une part entre la pollution et la couleur des arbres et d’autre part entre la pollution et la fréquence de la forme sombre. Après le début de la période industrielle, la fréquence de la forme sombre augmente fortement. Après la politique de dépollution la fréquence de la forme sombre diminue.

 

 

Réponse à la problématique :

Dans le document 2 je vois que la phalène du bouleau existe sous deux formes : la forme sombre et la forme claire. La couleur de la phalène dépend des allèles du gène cortex. Dans le document 4 je peux voir que la population change au cours du temps. De 1850 à 1900 la fréquence de la forme sombre augmente fortement. De 1900 à 1960 les fréquences des formes sont stables (environ 90 % de forme sombre). Puis de 1960 à 2000 la fréquence de la forme sombre diminue fortement. Ces fréquences semblent faire suite à des changements dans la pollution, or la pollution rend les arbres plus sombres.

 

Je pense que suite à la pollution les arbres deviennent sombres, les phalènes claires deviennent plus visibles sur les arbres sombres. Ces phalènes claires sont plus mangées et transmettent moins leurs allèles c (donc leur caractère claire) à la génération suivante. Par contre les phalènes sombres ne sont pas plus mangées, elles transmettent leur(s) allèle(s) C+ à la génération suivante. Au cours des années la fréquence de la forme sombre augmente car pour chaque nouvelle génération il y a plus de parents sombres qui ont transmis leur(s) allèle(s) C+. Suite à la politique de dépollution de la ville c’est l’inverse les phalènes claires survivent plus et transmettent plus leurs allèles c à la génération suivante. 

 

Pour tester mon hypothèse je peux regarder le document 3, la survie des phalènes est bien différente selon le milieu de vie. Je peux aussi utiliser la modélisation numérique : je vois plus facilement les phalènes claires sur un fond sombre. La fréquence de l’allèle C+ augmente bien au cours des générations sur des arbres sombre car je tue plus les phalènes claires. Chaque nouvelle génération est formée à partir des phalènes survivantes qui se reproduisent.

 

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Groupe Confirmés

 

Présentation des documents : Évolution d’une résistance chez le choquemort

 

Cet ensemble documentaire porte sur l’évolution de populations naturelles de choquemort dans un contexte de pollution. Il s’agit d’une évolution sur un temps court, pour laquelle le gène impliqué est connu, ainsi que sa fonction au niveau cellulaire.

 

• Document 5 : présente trois lots composés de deux populations de choquemort. À chaque fois, une population est située dans un milieu non pollué et l’autre dans un milieu pollué (présence d’hydrocarbures). Pour chaque population la fréquence des allèles du gènes AHR est indiquée. On peut voir qu’en milieu pollué la fréquence de l’allèle R est plus forte qu’en milieu non pollué. La population 1 permet aussi de réfléchir aux conséquences de l’apparition aléatoire de mutants sur la dynamique d’une population, puisqu’il n’y a pas d’allèle R dans cette population.

 

• Document 6 : montre que les alevins issus des populations NP ont une faible survie en présence de polluant, alors que ceux issus des populations P garde une bonne survie en présence de polluant.

 

• Document 7 : présente des données des valeurs sélectives théoriques des différents génotypes. Selon le milieu les génotypes ont des valeurs sélectives différentes. Ce document est à mettre en relation avec le document numérique, les valeurs sélectives peuvent être utilisées pour la modélisation. En milieu pollué les génotypes R//R et R//S ont une meilleure valeur sélective. Cela signifie que les poissons ayant ces génotypes vont mieux se reproduire, et donc plus transmettre leurs allèles à la génération suivante.

À l’inverse les génotypes S//S et R//S ont une meilleure valeur sélective en milieu non pollué.

 

• Document 8 : explique la différence de survie. Le gène AHR code pour une protéine AHR, qui est un récepteur aux hydrocarbures. Cette protéine est un facteur de transcription, qui intervient dans la régulation des enzymes métabolisant les hydrocarbures, mais aussi dans l’immunité et la différenciation cellulaire. En absence de pollution ce facteur de transcription permet de détecter la présence anormale d’hydrocarbures dans la cellule et d’activer la synthèse des enzymes qui vont détruire ces hydrocarbures. Mais en présence d’une forte quantité d’hydrocarbures, la protéine AHR est trop activée et entraîne des malformations des alevins et une mort des poissons. Lorsque le poisson possède l’allèle R, il ne synthétise pas (R//R) ou peu (R//S) de protéine AHR, et ainsi le poisson peut survivre à des fortes concentrations de polluant.

 

Réponse à la problématique :

Dans le document 5 je peux voir que dans les populations P la fréquence de l’allèle R du gène AHR est plus importante que dans les populations NP. Les poissons ayant l’allèle R survivent mieux à la présence de polluant (document 6), car leur gène AHR est non fonctionnel : il ne code pas pour la protéine AHR. Or les hydrocarbures (polluants) peuvent se fixer sur la protéine AHR et entraînent des malformations et la mort du poisson (document 8). Je pense que, comme ces poissons survivent mieux, ils vont pouvoir se reproduire et transmettre leur allèle R à leurs descendants : ils ont une meilleure valeur sélective (document 7). Au cours des générations la fréquence de l’allèle R augmente dans les milieux pollués ce qui explique la différence de fréquence de l’allèle R entre les populations P et NP. 

À l’aide du logiciel de modélisation je peux tester mon hypothèse : en utilisant les valeurs sélectives du document 8, et en partant d’une faible fréquence de l’allèle R (comme dans les populations NP) je vois qu’au bout de quelques générations la fréquence de l’allèle R augmente fortement. Au bout de 50 générations elle est de quasiment 100 % !

 

 

Groupe Experts

 

Présentation des documents : Évolution de la production de cyanure chez le trèfle blanc

 

Cet ensemble documentaire porte sur l’évolution en milieu urbain du trèfle blanc. L’évolution en milieu urbain est un phénomène rapide pour lequel on trouve de nombreux exemples, mais le trèfle blanc est un des exemples les mieux documentés avec un gène sous sélection, dont la fonction est connue.

 

• Document 9 : montre que les cellules du trèfle possédant l’allèle Li produisent de la linamarase. Cette enzyme est stockée dans des vacuoles, séparée de son substrat (linamarine). En cas de lésion les vacuoles sont cassées et la linamarase se trouve en contact avec son substrat : la linamarine. L’action de la linamase sur la linamarine entraîne la production de cyanure qui est toxique pour les animaux mais aussi pour la plante elle-même. Par contre en absence d’allèle Li la plante ne produit pas de linamarase et ne produit donc pas de cyanure si la cellule est lésée.  

Cette production de cyanure permet aux plantes de se défendre contre les herbivores mais en cas de gel le cyanure est toxique pour la plante.

 

• Document 10 : montre que pour chacune des villes étudiées la proportion de trèfles production de cyanure est plus faible en centre-ville par rapport à la campagne.

 

• Document 11 : est une photographie qui illustre le fait qu’en ville, les plantes sont plus soumises au gel qu’à la campagne. Il est à mettre en lien avec les causes de lésions du document 9 : en ville, les cellules du trèfle seront plus lésées par le gel qu’à la campagne et produiront du cyanure qui est toxique pour elles.

 

• Document 12 : donne la valeur sélective théorique des différents génotypes selon les milieux. Ce document est à mettre en relation avec le document numérique, les valeurs sélectives peuvent être utilisée pour la modélisation. En centre-ville les génotypes liI//Ili et Li//li ont une meilleure valeur sélective. Cela signifie que les trèfles ayant ces génotypes vont mieux se reproduire, et donc plus transmettre leurs allèles à la génération suivante.

À l’inverse les génotypes li//li et Li//li ont une meilleure valeur sélective à la campagne.

 

Réponse à la problématique :

Dans le document 10 je peux voir que pour chaque région il y a moins de trèfles produisant du cyanure en ville par rapport à la campagne. D’après le document 9 la production de cyanure est liée à la présence d’un allèle Li fonctionnel du gène LI. Cette production de cyanure permet à la plante de se protéger des herbivores car seules les cellules mangées par l’herbivore vont produire du cyanure qui sera toxique. Par contre en cas de gel toutes les cellules de la plante risquent de produire du cyanure : la plante risque de mourir de sa propre toxicité ! Or je sais qu’en centre-ville les plantes sont plus soumises au gel car il y a moins de couverture neigeuse (document 11).

Je pense qu’en centre-ville les plantes qui possèdent l’allèle li vont mieux survivre au gel car elles produisent moins ou pas du tout de cyanure. Ces plantes vont donc plus se reproduire et transmettre leur allèle li. À la génération suivante il y aura plus de trèfles ayant l’allèle li qui produisent moins ou peu de cyanure. À l’inverse les plantes qui ont l’allèle Li vont produire du cyanure et en cas de gel elles seront intoxiquées par leur propre cyanure : elles vont moins contribuer à la génération suivante.

À l’aide du logiciel de modélisation je peux tester mon hypothèse : en utilisant les valeurs sélectives du document 12, et en partant d’une faible fréquence de l’allèle li (comme dans les populations de campagne) je vois qu’au bout de quelques générations la fréquence de l’allèle li augmente fortement. Au bout de 50 générations elle est de quasiment 100 % !