Séance 9 - Simuler l'évolution avec le modèle des phalènes

Introduction

La phalène du bouleau est un papillon de nuit qui s’active après le coucher du soleil pour voler et se reproduire. Le jour, elle demeure immobile sur les troncs clairs des bouleaux, où elle peut être la proie d’oiseaux insectivores tels que les mésanges, les moineaux ou les merles.

Bouleau

Les papillons possédant deux exemplaires de l'allèle c (c//c) sont de couleur blanche : phénotype [blancs].

Les papillons possédant un ou deux exemplaires de l'allèle C+ (C+//c ou C+//C+) sont de couleur noire : phénotype [noirs].

Consignes

Simulation n°1

Lancer le logiciel : Phalènes !
Choisir une population initiale de 50% de phalènes blanches et de 50% de phalènes noires.
Choisir comme fréquence de mutations : jamais 0%.
Choisir des arbres avec écorce claire.
Lancer le logiciel, vous incarnez un oiseau qui cherche à se nourrir de phalènes. Essayer de vous nourrir un maximum.
Réaliser 3 années de simulations, et à la fin de la 3ème année noter la fréquence des deux phénotypes et des deux allèles.

Simulation n°2

Réinitialiser le modèle.
Choisir une population initiale de 50% de phalènes blanches et de 50% de phalènes noires.
Choisir comme fréquence de mutations : jamais 0%.
Choisir des arbres avec écorce foncée.
Lancer le logiciel, vous incarnez un oiseau qui cherche à se nourrir de phalènes. Essayer de vous nourrir un maximum.
Réaliser 3 années de simulations, et à la fin de la 3ème année noter la fréquence des deux phénotypes et des deux allèles.

Communication des résultats

Recopier et compléter le tableau ci-dessous.

Pendant la Révolution industrielle, les troncs d’arbres noircis par la pollution ont favorisé la survie des phalènes sombres, moins visibles pour les oiseaux. La carte montre la forte augmentation de la forme sombre dans les régions industrialisées du Royaume-Uni.

Écorce d'arbre noircie par la pollution

Carte montrant la répartition des différentes formes de la phalène du bouleau en Grande-Bretagne, d’après plus de 30 000 observations (Kettlewell, 1973).

Autoévaluation

Critères à respecter :

J’ai lancé correctement le logiciel Phalènes ! et paramétré les conditions initiales.
J’ai mené la simulation n°1 avec écorce claire en respectant les consignes (3 années, prédation maximale).
J’ai mené la simulation n°2 avec écorce foncée en respectant les consignes (3 années, prédation maximale).
J’ai noté les fréquences des deux phénotypes et des deux allèles à la fin de chaque simulation.
J’ai recopié et complété le tableau de synthèse avec les résultats des deux simulations.

Comment se noter :

5 critères respectés → 5/5
4 critères respectés → 4/5
3 critères respectés → 3/5
2 critères respectés → 2/5
1 critère respecté → 1/5

Bilan

Chapitre - L'évolution de la biodiversité

Séance 9 - Simuler l'évolution avec le modèle des phalènes

9.1 - Influence du milieu sur les populations de phalènes

La phalène du bouleau illustre comment la sélection naturelle dépend à la fois du milieu et des interactions avec d’autres espèces. Sa survie est liée à la couleur de l’écorce des arbres et à la prédation par les oiseaux.

Dans les forêts à troncs clairs, les phalènes blanches sont moins repérées et survivent mieux.
Dans les milieux à troncs foncés, ce sont les phalènes noires qui dominent.

9.2 - Influence de la Révolution industrielle

En Grande-Bretagne, la Révolution industrielle a assombri les troncs et favorisé la forme noire. Quand la pollution a diminué, les troncs sont redevenus clairs et les phalènes blanches sont redevenues majoritaires.

9.3 - Notion de sélection naturelle

Cet exemple montre que, sous l’effet de la pression du milieu et de la prédation, certains individus survivent et se reproduisent plus que d’autres. Ils transmettent davantage leurs caractères avantageux, ce qui modifie progressivement la population : c’est la sélection naturelle.

Découverte des métiers

Biologiste de l’évolution (Bac+8 minimum) : il étudie les mécanismes de l’évolution (sélection naturelle, dérive génétique, spéciation) en observant les populations actuelles et fossiles. Ses recherches permettent de mieux comprendre la biodiversité et son histoire.
Chercheur·e en écologie (Bac+8 minimum) : il analyse les relations entre espèces et milieu, et étudie comment les pressions environnementales influencent la survie et l’évolution des organismes. Ses travaux éclairent la gestion durable des écosystèmes.
Médiateur·rice scientifique (Bac+3/5 minimum) : il vulgarise et transmet les connaissances scientifiques (comme l’exemple des phalènes) auprès du grand public, des scolaires ou dans des musées, pour rendre l’évolution et la biodiversité accessibles à tous.

Quiz de révision

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