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Bac Tunisie
EV-CÉvolution biologique

Mécanismes d’évolution et types d’isolement — pinsons, blés, rainettes

Idée directrice

Mettre en relation plusieurs situations (sécheresse aux Galápagos / hauteur du bec des pinsons, polyploïdie des blés cultivés, isolement comportemental de grenouilles, rainettes stériles entre elles) pour identifier sélection naturelle, adaptation, spéciation et types d’isolement. Les graphiques d’origine (becs, cartes) sont remplacés par des constats chiffrés. Sources : devoirs de contrôle n°2 (Shili 2015-2016 ; Adel Nejia / rainettes 2019-2020).

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Attribuer mécanisme d’évolution / type d’isolement » ; « Critère d’espèce chez les rainettes » ; « Relier variabilité, sélection et spéciation »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode
  • Classer chaque situation : tri (sélection naturelle) vs barrière (isolement) vs spéciation aboutie.
  • Stérilité des hybrides = argument fort pour deux espèces.
Les pièges à vérifier dans ta démarche
  • Confondre ressemblance morphologique et appartenance à la même espèce.
  • Attribuer la sécheresse à une « volonté » d’adaptation de l’individu : c’est un tri sur la population.
Sujet principal

Exercice — dans l'esprit des devoirs de contrôle

4 questionsCorrigé masqué

Plusieurs données permettent de relier mécanismes de l’évolution biologique et types d’isolement entre populations / espèces.

Donnée 1. En 1977, une sécheresse exceptionnelle frappe l’île de Daphne (Galápagos). La hauteur du bec des pinsons (caractère héréditaire) augmente en moyenne dans la population survivante : seuls les individus à bec plus robuste exploitent efficacement les graines dures restantes.

Donnée 2. Les blés cultivés actuels dérivent de formes sauvages ; le blé dur est tétraploïde (4n = 28), le blé tendre hexaploïde (6n = 42). L’augmentation du stock héréditaire a contribué à l’apparition de nouvelles formes cultivées.

Donnée 3. Deux groupes de grenouilles léopard coexistent sur de vastes territoires ; malgré de rares rencontres, aucun hybride n’est obtenu : périodes de reproduction et chants nuptiaux diffèrent nettement.

Donnée 4. Deux catégories de rainettes morphologiquement semblables, à répartitions géographiques différentes, donnent en laboratoire des descendants stériles. On se demande s’il s’agit de deux espèces.

  1. Pour chaque donnée (1 à 3), attribuer le mécanisme de l’évolution et/ou le type d’isolement. Justifier (tableau).
  2. Donnée 4 : peut-on considérer les deux groupes de rainettes comme deux espèces différentes ? Identifier le phénomène (spéciation).
  3. Proposer trois facteurs pouvant expliquer la formation des deux groupes (dont la sélection naturelle / adaptation locale et l’isolement géographique).
  4. En une phrase, relier variabilité, sélection naturelle et spéciation dans l’évolution biologique.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Tableau.

  • Donnée 1 : sélection naturelle / adaptation. La sécheresse trie les becs ; les variants favorables au milieu se maintiennent dans la population.
  • Donnée 2 : mécanisme lié à une modification du stock héréditaire (polyploïdie) contribuant à l’évolution de nouvelles formes d’espèces cultivées.
  • Donnée 3 : isolement reproductif prézygotique (temporel et comportemental) entre populations — barrière à l’hybridation sans exiger une barrière purement géographique.

2. Oui : descendants stériles → isolement reproductif post-zygotique → deux espèces distinctes. Phénomène : spéciation (naissance d’espèces à partir d’une lignée ancestrale commune).

3. Facteurs possibles : (a) isolement géographique (répartitions différentes) ; (b) sélection naturelle et adaptation à des milieux distincts ; (c) accumulation de différences menant à la stérilité des hybrides (isolement reproductif).

4. La variabilité au sein des populations fournit le matériel ; la sélection naturelle oriente les fréquences selon le milieu ; si l’isolement reproductif s’installe, la spéciation aboutit à de nouvelles espèces dans l’évolution biologique.

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill EV-C.1 — pinsons des Galápagos
Entraînement 01 / 03

Drill EV-C.1 — pinsons des Galápagos

1 questionCorrigé masqué

Après une sécheresse, la hauteur moyenne du bec augmente dans une population de pinsons parce que seuls les becs robustes accèdent aux graines dures. Quel mécanisme d’évolution biologique est illustré ?

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C’est la sélection naturelle : le milieu trie les variants ; la population s’adapte statistiquement (fréquence des becs hauts ↑). Ce n’est pas une transformation individuelle volontaire. seˊlection naturelle / adaptation\boxed{\text{sélection naturelle / adaptation}}.

2 Drill EV-C.2 — rainettes et espèce
Entraînement 02 / 03

Drill EV-C.2 — rainettes et espèce

1 questionCorrigé masqué

Deux groupes de rainettes morphologiquement semblables, séparés géographiquement, donnent des hybrides stériles en laboratoire. S’agit-il d’une seule espèce ? Quel phénomène d’évolution biologique est en jeu ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

Non, il ne s’agit pas d’une seule espèce : la stérilité des hybrides démontre un isolement reproductif effectif. Les deux groupes sont donc deux espèces distinctes, même s’ils se ressemblent morphologiquement. Le phénomène d’évolution biologique en jeu est la spéciation (souvent allopatrique lorsque la barrière géographique a précédé). deux espeˋces ; speˊciation\boxed{\text{deux espèces ; spéciation}}.

3 Transfert — la résistance à l'insecticide : la sélection naturelle trie une variabilité qui la précède
Entraînement 03 / 03

Transfert — la résistance à l'insecticide : la sélection naturelle trie une variabilité qui la précède

3 questionsCorrigé masquéEn cours de relecture

On étudie, dans des populations de moustiques, un allèle R qui confère la résistance à un insecticide. Les valeurs ci-dessous sont des données pédagogiques construites pour l'exercice, et non des résultats de mesure publiés.

Document 1 — Dans une région jamais traitée, on capture 20 000 moustiques ; 20 d'entre eux portent l'allèle R (fréquence 0,1 %).

Document 2 — Dans une région voisine traitée chaque année depuis 5 ans, la fréquence des porteurs de R est passée de 0,1 % (avant le premier traitement) à 60 %. Les moustiques traités et non traités se croisent librement et donnent des descendants féconds.

Document 3 — Dans une troisième région, le traitement a été arrêté il y a 8 ans : la fréquence des porteurs de R est descendue de 60 % à 12 %. En élevage, en l'absence d'insecticide, les femelles porteuses de R pondent en moyenne 20 % d'œufs de moins que les femelles non porteuses.

  1. Comparer les documents 1 et 2. L'insecticide a-t-il fait apparaître l'allèle R ? Justifier, puis nommer le mécanisme d'évolution biologique responsable de la variation de fréquence observée dans la région traitée.
  2. Confronter le document 3 aux deux premiers : pourquoi la fréquence de R diminue-t-elle quand le traitement cesse ? Qu'en déduire sur le sens de la sélection naturelle ?
  3. Un élève affirme : « les moustiques se sont adaptés à l'insecticide et sont devenus une nouvelle espèce résistante ». Corriger cette phrase en deux points, en utilisant les trois documents.

Cet exercice et sa correction sont en cours de relecture. Tu peux les consulter ; l’exercice n’est pas encore proposé en séance.

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1. Idée : la comparaison avec la région témoin situe l'origine de la variabilité avant la pression du milieu.

D'après le document 1, l'allèle R existe déjà, à faible fréquence (0,1 %), dans une population qui n'a jamais rencontré l'insecticide : la variabilité préexiste au traitement. Comparée à ce témoin, la région traitée (document 2) partait de la même fréquence (0,1 %) et atteint 60 % en 5 ans, soit un facteur 600. L'insecticide n'a donc pas créé l'allèle R : il l'a révélé. Dans la région traitée, les moustiques sensibles meurent avant de se reproduire, les porteurs de R survivent et transmettent R à leur descendance → la fréquence de R augmente de génération en génération. Le mécanisme est la sélection naturelle exercée par l'insecticide sur une variabilité issue de mutations antérieures.

2. Idée : le même allèle est avantageux ou défavorable selon le milieu.

D'après le document 3, en l'absence d'insecticide les femelles R pondent 20 % d'œufs en moins : l'allèle R a un coût reproductif. Confronté aux documents 1 et 2, cela explique les deux observations : R reste rare dans la région jamais traitée (0,1 %) et il régresse (60 % → 12 % en 8 ans) dès que le traitement cesse, les non-porteurs se reproduisant davantage. La sélection naturelle n'a pas de direction fixe : elle favorise R quand l'insecticide est présent et le défavorise quand il est absent. L'adaptation est relative à un milieu donné, et la population répond dans les deux sens sans que les individus changent : ce sont les fréquences qui changent.

3. Idée : deux confusions à séparer, individu / population et adaptation / spéciation.

- « Les moustiques se sont adaptés » : ce ne sont pas les individus qui se sont modifiés en réponse à l'insecticide ; des porteurs de R existaient avant (document 1) et ont été triés (document 2). L'adaptation est un phénomène de population, résultat de la sélection naturelle sur une variabilité préexistante, non une réponse acquise par chaque moustique.
- « Une nouvelle espèce résistante » : d'après le document 2, moustiques résistants et sensibles se croisent librement et donnent des descendants féconds ; il n'y a aucun isolement reproductif, donc aucune spéciation. Il s'agit d'une évolution de la fréquence d'un allèle au sein d'une même espèce, réversible (document 3), et non de la naissance d'une espèce nouvelle.

Relier ce raisonnement au bac

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