Chapitre 1: ETUDE DE LA VARIATION - SVT Terminale D | DigiClass
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ETUDE DE LA VARIATION

I.  Généralité

A.  Notion d’Espèce

Au vu du nombre immense des animaux et des végétaux les naturalistes ont éprouvé le besoin de les classer selon un ordre logique et de les identifier par un nom international. La science qui étudie cette classification est la systématique ou taxonomie. Elle regroupe les espèces en genre en famille, en ordre, en classe, en embranchement et en règne. L’espèce est l’unité fondamentale de la systématique. La langue utilisée par les naturalistes pour nommer une espèce est le latin. Charles Von Linné naturaliste suédois, à la suite de ses prédécesseurs proposa le système de nomination des êtres vivants appelé Nomenclature binaire ou binominale. D’après ce système tout individu est désigné par deux mots latins. Le premier mot qui commence par une lettre majuscule indique le genre, le second mot par une lettre initiale minuscule désigne l’espèce et les deux mots doivent être obligatoirement soulignés.

Ex : Homo sapiens : Homme 

       Agama agama : margouillat.

B.  Critères

Les critères utilisés pour désigner les espèces sont : Morphologie, interfécondité et écologique.

1.  Morphologie

On regroupe les espèces en considérant leur ressemblance. Il apparaît insuffisant pour rendre compte de la notion d’espèce.

Ex : l’ascaris de l’homme et celui du porc sont étrangement semblables, mais constituent deux espèces différentes.

2.  Interfécondité

Les individus d’une même espèce sont interféconds et produisent des descendants féconds, mais par contre sont stériles avec les autres espèces.

Ex : Ane x Jumen → Mulet, Etalon x Annesse → Bardot  stériles 

3.  Ecologie

L’isolement géographique peut engendrer aussi une stérilité intra-spécifique.

Ex : Grenouille européenne, grenouille américaine 

4.  Définition

L’espèce peut être définie comme un ensemble d’individus vivant dans un même biotope qui sont interféconds avec des descendants féconds et qui se ressemblent entre eux.

Une population est une collectivité d’individus appartenant à la même espèce, vivant dans une aire géographique déterminée et se reproduisant effectivement entre eux. Ex. : population de manguier, de chèvres.

Lorsqu’on croise des individus présentant le même caractère et qu’on obtient le caractère, on peut dire que ces individus sont de lignée pure. Ce sont des individus qui présentent indéfiniment le caractère recherché s’ils sont croisés entre eux.

II.  Variation

La propriété que l’on étudie sur les individus appartenant à une même espèce est un caractère.

Un caractère est statistique s’il peut prendre plusieurs valeurs ou présenter des qualités différentes. La variation traduit les différences au sein d’une descendance. La variation a pour but l’étude des caractères fluctuants au sein d’une même espèce. Ex : une graine peut être noire ou blanche, grosse ou petite. Les variations peuvent être mesurables (quantitative), ou non mesurable, basée sur la nature et les conséquences (variation qualitative). Les variations peuvent être génétique ou écologique (non héréditaire).

A.  Etude quantitative de la variation : notion de biométrie

L’application de la méthode statistique à la biologie est appelée biométrie. La variation peut être continue ou discontinue. 

1.  Variation discontinue

Dans une population de haricots on récolte des gousses et on compte le nombre de graines dans toutes les gousses cueillies. Leur nombre varie de 1 à 10. Le nombre représente la  variation X. On définit des classes qui sont caractérisées chacune par une valeur de variable.

Dans une classe le nombre de fois que l’on compte ou que l’on rencontre la variable x c'est-àdire le nombre de gousses est la fréquence f. A partir de ces valeurs trouvées on peut dresser un tableau de distribution de fréquence. Le nombre de graine étant nécessairement un nombre entier la variation est discontinu.

Classe : variable x nombre de graines/gousse

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fréquence :

nombre de gousse

14

2

3

28

32

40

25

8

6

1

2.  Variation continue

On mesure par exemple la longueur des gousses de haricot au mm près. La variable x peut prendre un nombre élevé de valeurs intermédiaires entre deux valeurs limites. La valeur ou variable x est continue et la population est repartie en classe limitée par des intervalles réguliers. A partir de ces valeurs trouvées, on peut dresser le tableau de distribution de fréquence relative à la longueur des gousses.

Classe : valeur limitée  

[89,5 94,5]

]94,5 – 99,5]

]99,5-10,45]

]104,5-109,5]

]109,5-114,5]

Valeur centrale

92

97

102

107

112

Fréquence  

2

3

4

2

1

Remarque : Le mode est la valeur de la classe ayant l’effectif le plus élevé. Une population uni-modale est une population homogène. Une population plurimodale est une population hétérogène. A partir de ces données, on peut représenter pour la distribution continue un histogramme, une courbe de fréquence, un polygone de fréquence. Pour la variation discontinue on peut représenter un diagramme en bâton ou en bâtonnet, un polygone de fréquence et une courbe de fréquence. On peut calculer certaines valeurs telles que :

Moyenne = $x=m=\sum^\frac{fixi}{fi}$

 Variance = $\frac{xifi(xi-x)^2}{ƛf}$      V=Ʃ

        Ecart type = Ʋ =$\sqrt{Ʋ}$ = $\frac{\sqrt{Ʃfi(x-x)^2}}{Ʃfi}$

B.  Etude qualitative de la variation

1.  Variation génétique

La mutation est une variation qui fait apparaitre un nouveau caractère qui est d’emblée héréditaire. Ex : la drépanocytose qui est une mutation au niveau de l’hémoglobine. 

On a deux types de mutations :

  • La mutation chromosomique : crossing-over, le brassage inter chromosomique à la méiose entre les chromosomes des deux parents.
  • Mutation génomique qui concerne le nombre de chromosomes : trisomie 21 ou polysomie ou polyploïdie.

2.  Somation ou variation somatique

Ce sont des variations lentes qui se développent progressivement sous l’action du milieu extérieur. Les facteurs sont : écologie (climatique, édaphique, biotique), éthologique, socioculturel. Ces variations ne sont pas héréditaires car elles n’affectent jamais les cellules reproductrices mais le soma. On réserve le terme de fluctuation aux variations qui apparaissent dès la naissance.

3.  Mutation ou variation germinale

Ce sont des variations brusques, immédiatement héréditaires car affectant le génotype (germen).

Ex : Défaut de mélanine, perte des organes… 

Les mutations sont importantes car elles sont à la base de nouvelles races (variétés) chez les espèces domestiques et les plantes cultivées.

C.  Variation et sélection naturelle

1.  La sélection naturelle

Il s’agit d’une concurrence vitale. Seuls les individus aptes c'est-à-dire robustes rapides, résistants aux maladies qui survivent, fécondent et sont retenus par la sélection naturelle.

2.  Sélection artificielle

On peut à partir d’une population à fréquence bimodale (2 modes) faire une sélection.

Ex : on prélève des graines lourdes, on les sème et on les croise entre elles. On obtient des descendants à fréquence bimodale dont le mode est plus élevé que les deux modes des 2 types de populations initiales. Ensuite, partant des graines prises parmi les plus légères on obtient des distributions à fréquence uni-modale autour du mode le moins élevé. A partir d’une population de graines, on a pu isoler des graines lourdes et des graines légères. Cette population de départ est hétérogène. On dit que la  sélection a été efficace. La sélection est dite artificielle si les individus à graines lourdes au cours des croisements avec des individus à graines lourdes donnent une descendance à graines lourdes. On peut dire que cette population est issue d’une lignée pure. La fréquence et le mode sont héréditaires et ce sont les cellules reproductrices ou germen qui transmettent les caractères héréditaires.