COURS DE TERMINALE SPÉCIALITÉ SVT : CHAP.4: L'ÉVOLUTION DES GÉNOMES -Bio Logique-

Bio Logique

4 Jul 202017:27

Summary

TLDRCe script de vidéo explique l'énigme de la variation génétique dans les populations naturelles, un mystère pour Darwin et ses contemporains. Il introduit le principe de Hardy-Weinberg, qui postule la stabilité des fréquences alléliques et génotypiques entre générations, sous certaines conditions. Hardy et Weinberg ont résolu cette énigme, montrant comment la variation peut persister. Le script explore les conditions nécessaires à cet équilibre, comme l'absence de mutation, de flux génétique, et de sélection naturelle. Il illustre le concept avec un exemple de population de chiens, calculant les fréquences des phénotypes et des génotypes. Enfin, il souligne que les populations naturelles sont rarement à l'équilibre Hardy-Weinberg, affecté par des forces évolutives comme la sélection naturelle et la dérive génétique, conduisant à une différenciation génétique et potentiellement à la formation d'espèces.

Takeaways

😀 L'équilibre de Hardy-Weinberg est un modèle théorique qui prédit la stabilité des fréquences alléliques et génotypiques dans une population à l'absence d'évolution.
🔍 La théorie de l'hérédité par mélange, largement admise au XIXe siècle, postulait que les descendants d'individus hybrides auraient un phénotype intermédiaire.
👥 Hardy-Weinberg est le résultat de l'indépendante découverte par le mathématicien anglais Godfrey Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg.
🌱 L'équilibre Hardy-Weinberg nécessite plusieurs conditions: absence de mutation, absence de flux génétique, accouplements aléatoires, taille de population infinie et absence de sélection.
🔄 Si l'un de ces conditions n'est pas réunie, cela entraîne des changements dans les fréquences alléliques et génotypiques, et donc de l'évolution de la population.
🐶 L'exemple donné dans le script illustre comment calculer les fréquences des génotypes à partir des fréquences phénotypiques observées, en supposant un allèle dominant et un allèle récessif.
📊 Pour un équilibre Hardy-Weinberg, les fréquences des génotypes sont calculées selon la formule p² pour les homozygotes dominants, 2pq pour les hétérozygotes et q² pour les homozygotes récessifs.
🤔 Les populations naturelles sont rarement à l'équilibre Hardy-Weinberg, car diverses forces évolutives comme la sélection naturelle, la dérive génétique et les migrations perturbent cet équilibre.
🌿 La différenciation génétique qui s'ensuit avec le temps peut conduire à la limitation des échanges de gènes entre populations et potentiellement à la formation d'espèces nouvelles.
🌐 Les espèces peuvent être vues comme un ensemble hétérogène de populations évoluant continuellement dans le temps, influencé par l'environnement biotique et abiotique.

Q & A

Quelle est la signification de l'équilibre de Hardy-Weinberg?
-L'équilibre de Hardy-Weinberg est un principe en génétique qui stipule que les fréquences alléliques et génotypiques d'une population restent constantes d'une génération à l'autre, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'évolution, dans l'absence de facteurs perturbateurs tels que la sélection naturelle, les mutations, la migration, etc.
Quels sont les prérequis pour que l'équilibre de Hardy-Weinberg soit respecté?
-Pour que l'équilibre de Hardy-Weinberg soit respecté, il faut que les conditions suivantes soient remplies : absence de mutations, absence de flux génétique (migration), accouplements aléatoires (panmixie), taille de population suffisamment grande (ou théoriquement infinie) et absence de sélection naturelle.
Comment les scientifiques Hardy et Weinberg ont-ils résolu l'énigme de la persistance de la variation génétique?
-Hardy et Weinberg ont indépendamment élaboré le principe mathématique qui porte leur nom, qui explique comment les fréquences alléliques et génotypiques d'une population peuvent rester constantes au fil du temps, ce qui a aidé à comprendre la persistance de la variation génétique.
Quel est le rôle de la mutation dans la perturbation de l'équilibre de Hardy-Weinberg?
-Les mutations introduisent de nouveaux allèles dans une population, ce qui peut perturber l'équilibre de Hardy-Weinberg en changeant les fréquences alléliques et potentiellement en entraînant une évolution.
Comment la migration peut-elle affecter l'équilibre de Hardy-Weinberg?
-La migration, en apportant ou en emportant des allèles d'une population à une autre, peut changer les fréquences alléliques et génotypiques locales, perturbant ainsi l'équilibre de Hardy-Weinberg.
Quelle est la conséquence de la dérive génétique dans une petite population?
-La dérive génétique, ou l'effet du hasard, peut conduire à des changements importants dans les fréquences alléliques d'une petite population, ce qui peut perturber l'équilibre de Hardy-Weinberg et potentiellement mener à l'évolution.
Comment la sélection naturelle peut-elle influencer les fréquences alléliques et génotypiques d'une population?
-La sélection naturelle favorise la survie et la reproduction des individus ayant certains allèles conférant un avantage. Cela peut augmenter la fréquence de ces allèles dans la population et réduire celle des allèles non sélectionnés, perturbant ainsi l'équilibre de Hardy-Weinberg.
Quels sont les implications d'une différenciation génétique entre des populations?
-Une différenciation génétique importante entre des populations peut limiter les échanges réguliers de gènes entre elles, ce qui peut conduire à la formation de sous-espèces ou d'espèces distinctes au fil du temps.
Comment la taille de la population peut-elle affecter la stabilité des fréquences alléliques?
-La taille de la population a un impact sur la stabilité des fréquences alléliques. Plus la population est petite, plus l'effet du hasard, comme la dérive génétique, peut être important, ce qui peut entraîner des fluctuations importantes des fréquences alléliques.
Quelle est la différence entre une population et un demeure en termes de génétique?
-Une population est un groupe d'individus appartenant à la même espèce vivant dans une même zone et se reproduisant. Un demeure est une sous-unité d'une espèce, souvent définie par une zone géographique spécifique où les échanges de gènes sont fréquents. La notion de demeure est utilisée pour décrire des populations qui partagent des caractéristiques génétiques spécifiques.

Outlines

00:00

😲 L'énigme de la variation génétique

Dans le milieu des années 1800, la variation génétique dans les populations naturelles était un mystère pour Darwin et ses contemporains. La théorie de l'hérédité par mélange prévalait, suggérant que les descendants d'un hybride auraient un phénotype intermédiaire qui se dilueraient au fil des générations. Cependant, la redécouverte des travaux de Mendel a conduit Hardy et Weinberg à résoudre l'énigme de la persistance de la variation génétique. Le principe de Hardy-Weinberg, introduit dans cette vidéo, soutient que les fréquences alléliques et génotypiques d'une population restent constantes d'une génération à l'autre, à condition que certaines conditions soient remplies, comme l'absence de mutation, de flux génétique, de sélection, et que les accouplements soient aléatoires. Ce modèle sert souvent de test pour vérifier si une population est en train d'évoluer.

05:01

🔍 Application du principe de Hardy-Weinberg

Le principe de Hardy-Weinberg est appliqué à une population de chiens pour illustrer comment déduire les fréquences des génotypes à partir des fréquences phénotypiques. En supposant que la couleur marron est déterminée par un allèle dominant (grands thèmes) et la couleur blanche par un allèle récessif (petit b), on peut calculer les fréquences des allèles à partir du pourcentage d'individus marron et blanc. Par exemple, si 16% des chiens sont blancs (génotype petit b petit b), on déduit que la fréquence de l'allèle petit b est de 0,4 et celle de l'allèle grands thèmes est de 0,6. Les fréquences des génotypes sont calculées en utilisant les formules p² pour les homozygotes dominants, 2pq pour les hétérozygotes et q² pour les homozygotes récessifs, où p et q sont les fréquences des allèles grands thèmes et petit b, respectivement.

10:02

🌱 La stabilité et l'évolution des populations

Ce paragraphe explore les conséquences de l'équilibre Hardy-Weinberg et comment il peut être perturbé. L'équilibre Hardy-Weinberg est rarement atteint dans les populations naturelles en raison de forces évolutives telles que la sélection naturelle, les préférences sexuelles, la dérive génétique et les migrations. Ces facteurs peuvent entraîner des changements dans les fréquences alléliques et génotypiques, conduisant à une évolution des populations. L'environnement, qui est instable et changeant, joue un rôle clé dans ces processus évolutifs. L'écart de l'équilibre de Hardy-Weinberg peut être utilisé pour générer des hypothèses sur les forces en action dans une population et guider des études futures.

15:03

🌿 La différenciation et la formation des espèces

Le dernier paragraphe aborde la notion de différenciation génétique qui mène à la formation d'espèces. Il est expliqué que les populations deviennent suffisamment différentes génétiquement pour être considérées comme des entités distinctes, voire des espèces. Cette différenciation est le résultat de l'action continue des forces évolutives et de l'instabilité de l'environnement. Lorsque les populations sont trop différentes, elles peuvent cesser de partager des gènes régulièrement, conduisant à une isolation reproductive et potentiellement à la formation de nouvelles espèces. Le concept d'espèce est présenté comme un ensemble hétérogène de populations en évolution continue, soulignant la complexité et la dynamique de la biodiversité.

Mindmap

Keywords

💡Variation génétique

La variation génétique fait référence à la diversité des caractères génétiques au sein d'une espèce. Dans le script, c'est une énigme pour Darwin et ses contemporains, car ils ne comprennent pas comment cette variation persiste dans les populations naturelles. C'est un élément clé pour l'évolution et la compréhension de la théorie de l'hérédité.

💡Phénotype

Le phénotype est l'apparence physique ou les caractéristiques observables d'un organisme, déterminée par l'interaction entre ses gènes et son environnement. Le script mentionne le phénotype comme un moyen de caractériser les animaux, comme les chiens marron et blanc, et comment ils sont influencés par les allèles dominants et récessifs.

💡Théorie de l'hérédité par mélange

Cette théorie, largement admise à l'époque de Darwin, postulait que les caractéristiques des descendants seraient un mélange des caractéristiques des parents. Le script indique que selon cette théorie, les nouveaux variants génétiques seraient稀释és jusqu'à disparaître, ce qui n'est pas en accord avec la persistance de la variation génétique observée.

💡Principe de Hardy-Weinberg

Le principe de Hardy-Weinberg est une loi statistique qui déclare que les fréquences alléliques et génotypiques d'une population stable restent constantes d'une génération à l'autre, à moins que des forces évolutives ne soient en action. Le script explique comment ce principe sert de base pour étudier la dynamique des populations et détecter les changements évolutifs.

💡Équilibre de Hardy-Weinberg

L'équilibre de Hardy-Weinberg est un état hypothétique où les fréquences alléliques et génotypiques ne changent pas d'une génération à l'autre. Le script utilise cet équilibre comme référence pour montrer comment les populations idéales ne évoluent pas, et comment les conditions réelles des populations peuvent entrainer des écart à cet équilibre.

💡Allèle

Un allèle est une forme alternative d'un gène qui détermine un caractère héréditaire spécifique. Dans le script, les allèles sont représentés par des lettres (p pour le dominant, q pour le récessif) et sont essentiels pour comprendre la génétique des populations et les variations observées.

💡Fréquence allélique

La fréquence allélique est la proportion d'un allèle particulier dans la population. Le script explique comment calculer ces fréquences et comment elles sont utilisées pour déduire les fréquences des génotypes, ce qui est crucial pour l'application du principe de Hardy-Weinberg.

💡Génotype

Le génotype est la composition génétique d'un organisme, c'est-à-dire les allèles qu'il possède pour un certain caractère. Le script utilise l'exemple des chiens pour expliquer les différents génotypes possibles (homozygotes dominants, hétérozygotes, homozygotes récessifs) et comment ils se traduisent en phénotypes observables.

💡Panmixie

La panmixie est une condition hypothétique où les partenaires de reproduction sont choisis de manière aléatoire, sans préférence pour des caractéristiques spécifiques. Le script mentionne cette condition comme l'une des prérequis pour l'équilibre de Hardy-Weinberg.

💡Sélection naturelle

La sélection naturelle est un processus évolutif où les individus avec des caractéristiques qui confèrent un avantage en termes de survie et de reproduction se reproduisent plus souvent, ce qui conduit à la propagation de ces caractéristiques dans la population. Le script indique que la sélection naturelle est l'un des facteurs qui peuvent perturber l'équilibre de Hardy-Weinberg.

💡Drifting génétique

La dérive génétique se produit dans de petites populations où l'effet du hasard peut influencer la fréquence des allèles. Le script mentionne la dérive génétique comme un facteur qui peut causer des écarts à l'équilibre de Hardy-Weinberg et influencer l'évolution des populations.

💡Espèce

Une espèce est un groupe d'individus capables de se reproduire entre eux pour produire des descendants fertiles, mais qui ne se reproduisent pas avec d'autres espèces. Le script conclut en disant que les espèces peuvent être vues comme des ensembles hétérogènes de populations évoluant continuellement dans le temps.

Highlights

La variation génétique dans les populations naturelles était une énigme pour Darwin et ses contemporains.

La théorie de l'hérédité par mélange postulait une dilution des nouveaux variants génétiques au fil des générations.

La redécouverte des travaux de Mendel a permis de résoudre l'énigme de la persistance de la variation génétique.

Le mathématicien anglais Godefroy Hardy et le médecin allemand Willhelm Weinberg ont indépendamment résolu l'énigme de la variation génétique.

Le principe de Hardy-Weinberg est une loi fondamentale dans l'étude des populations.

Une population est un groupe d'individus de la même espèce vivant dans une même zone et se reproduisant.

Le patrimoine génétique ou pool génétique est constitué de tous les allèles présents dans la population.

La fréquence allélique et génotypique est caractéristique d'une population.

Le principe de Hardy-Weinberg postule que les fréquences restent constantes d'une génération à l'autre sans évolution.

L'équilibre de Hardy-Weinberg nécessite plusieurs conditions: absence de mutation, de flux génétique, de sélection, et une taille de population infinie.

La dérive génétique et la sélection naturelle sont des facteurs qui empêchent l'équilibre de Hardy-Weinberg.

L'application de la loi de Hardy-Weinberg sert de test initial pour vérifier si une population est en évolution.

Le modèle théorique de Hardy-Weinberg met en équation la séparation des allèles lors de la méiose et leur réassociation au hasard lors de la fécondation.

La différenciation génétique au fil du temps peut conduire à la formation d'espèces distinctes.

Les populations naturelles sont rarement à l'équilibre de Hardy-Weinberg en raison de forces évolutives comme la sélection naturelle et la dérive génétique.

Les espèces peuvent être vues comme des ensembles hétérogènes de populations évoluant continuellement dans le temps.