D.4.1 · Sélection naturelle

Cette fiche couvre les sujets sélectionnés HL/SL du programme dont la première évaluation a eu lieu en 2025 ; elle ne représente pas l'intégralité du syllabus.

Prérequis : variation et héritage de D.1 et preuves d'évolution de A.4.1.

Les exemples sont originaux et fictifs : ils ne correspondent ni à de vraies mesures ni à de véritables enquêtes d'étudiants.

Qu'est-ce qui expliquerait cette observation ?

• Après plusieurs étés secs, la plupart des plantes d'une population ont des racines plus profondes que celles de la génération de leurs ancêtres. Personne n'a choisi cela — comment la population a-t-elle changé ?

Construire le modèle

• La sélection naturelle nécessite trois ingrédients : une variation héréditaire existe dans la population ; une pression de sélection fait que certains variants survivent et se reproduisent mieux que d'autres ; et les allèles des variants réussis deviennent plus fréquents à la génération suivante. Sur plusieurs générations, les traits de la population changent.
• Une mutation peut survenir avant ou pendant l'exposition à une pression de sélection ; elle n'est pas dirigée par les besoins d'un organisme. La sélection agit sur la variation héréditaire disponible. Au fil des générations, la fréquence allélique de la population peut changer.
• Sélection naturelle : processus par lequel les variants héréditaires adaptés à l'environnement laissent plus de descendants, modifiant les fréquences alléliques sur plusieurs générations ; Variation : différences héréditaires entre les individus d'une population ; Pression de sélection : facteur environnemental affectant la survie ou la reproduction ; Fréquence allélique : proportion d'un allèle parmi toutes les copies de ce gène dans une population.

Choisir des preuves capables de le tester

• Le modèle prédit la direction du changement : après des sécheresses répétées, mesurez la fréquence de l'allèle à racines profondes dans des collections de graines stockées ou des échantillons datés — elle devrait augmenter. Si ce n'est pas le cas, l'explication échoue.
• Un test équitable compare LA MÊME population à travers le temps ou des populations appariées à travers une frontière, afin que la migration ou des différences d'échantillonnage ne simulrent pas le changement.

Travailler à partir de quantités connues

• Connu : avant les sécheresses, 200 copies du gène incluent 90 copies de l'allèle à racine profonde ; après plusieurs générations, 120 sur 200. Fréquence allélique = copies de l'allèle / total des copies. Avant : 90/200 = 45%. Après : 120/200 = 60%. La fréquence a augmenté de 15 points de pourcentage — preuve d'une sélection agissant sur la population.

Exemple :

Dans une nouvelle génération, 140 sur 200 copies portent l'allèle à racine profonde. Trouver la fréquence et le changement par rapport à la génération précédente en suivant la même séquence : quantités connues → modèle → relation → substitution → unité et interprétation. (Réponse : 140/200 = 70%; changement = 70% − 60% = +10 points de pourcentage. Les fréquences de deux allèles à un locus génétique s'additionnent à 100%.)

Vérifier la conclusion et ses limites

• Un déplacement de fréquence montre une association entre le trait et la survie ; prouver le mécanisme nécessite que la variation soit héréditaire et que la différence de survie soit mesurée. La dérive génétique dans de petites populations peut déplacer les fréquences sans aucune sélection du tout.

Avertissement :

Un organisme développe une adaptation utile au cours de sa vie parce qu'il en a besoin. Cette affirmation est fausse : les mutations sont aléatoires par rapport aux besoins — les allèles à racine profonde existaient avant la sécheresse. La sélection ne fait que changer quels variants laissent plus de descendants ; ce n'est pas l'individu qui évolue.

Clé :

Sélection naturelle : variation héréditaire + pression de sélection + reproduction différentielle modifient les fréquences alléliques au fil des générations. Suivre le changement avec le nombre d'allèles divisé par le total des copies, et se souvenir que c'est la population qui évolue — jamais l'individu.

Écrire à partir d'une fréquence de 0.4

• Une population de 100 plantes possède les génotypes AA 36, Aa 48, aa 16.
• Trouver la fréquence de a : (48 + 32) ÷ 200 = 0.4 — compter les allèles, pas les individus.

Écrire à partir d'une fréquence de 0.29 après sélection

• Une sécheresse tue toutes les plantes aa à racines superficielles ; les 84 survivants (AA 36 + Aa 48) se reproduisent également.
• Trouver la nouvelle fréquence de a : 48 ÷ 168 ≈ 0.29 — la sélection a modifié le pool allélique, pas une plante individuelle.

Écrire à partir de la direction du déplacement

• La génération suivante est issue uniquement des graines des survivants.
• Indiquez quels allèles augmentent : a diminue vers 0.29 et en dessous ; A augmente — la population évolue, les individus ne le font jamais.