1-La biodiversité et son évolution

1. Quelle est la relation de dominance entre les allèles N et g ? Calculer les fréquences des allèles N et g dans la population des loups de Yellowstone.

Relation de dominance entre les allèles : N > g (l'allèle est N dominant et l'allèle g est récessif) car les hétérozygotes (N//g) ont le même phénotype "fourrure de couleur noire" que les homozygotes pour l’allèle N : l'allèle g ne s'exprime donc pas dans le génotype (N//g) : il est récessif par rapport à l'allèle N.

• Fréquence de l’allèle R : p = (nombre d’allèles N) / (nombre total d’allèles)
  p = (nombre d’individus (N//N) + 1/2 x nombre d’individus (N//g))  / nombre total d’individus
  p = (31 + 0,5 x 321) / (31 + 321 + 413) = 0,25 = 25 %

• Fréquence de l’allèle g : q = (nombre d’allèles g) / (nombre total d’allèles)
  q = (nombre d’individus (g//g) + 1/2 x nombre d’individus (N//g))  / nombre total d’individus
  q = (413 + 0,5 x 321) / (31 + 321 + 413) = 0,75 = 75 %

On peut vérifier que : p + q = 1. À noter que p ≠ 0,5 et q ≠ 0,5.

2. Calculer les fréquences attendues des génotypes selon le modèle de Hardy-Weinberg.

Les valeurs de p et q viennent d'être calculés dans la question précédente.

• Fréquence du génotype (N//N) = p² = 0,25² = 0,0625 = 6 %
• Fréquence du génotype (N//g) = q² = 0,75² = 0,5625 = 56 %
• Fréquence du génotype (g//g) = 2 x pq = 0,25 x 0,75 = 0,375 = 37 %

On peut utiliser le tableur pour l’application numérique.

3. Comparer les résultats réels aux résultats théoriques.

Les fréquences réelles des génotypes peuvent être calculées puisqu'on donne (dans le tableau) le nombre de loups de chaque génotype.

Génotypes des loups	(N//N)	(N//g)	(g//g)
Fréquence réelles	31/765 = 0,04 = 4 %	321/765 = 0,42 = 42 %	413/765 = 0,54 = 54 %
Fréquences théoriques	6 %	37 %	56 %

On constate que le génotype (N//g) est sur-représenté : selon le modèle de Hardy-Weinberg, il "devrait" y avoir moins de loups de ce génotype. Pour les deux autres génotypes, les valeurs réelles sont assez proches des valeurs prévues par le modèle.

4. Proposer une explication à l’écart constaté entre les fréquences observées et les fréquences attendues des génotypes.

D’après le document 6, les loups (N//g) ont en moyenne 75 fois (2,35/0,031) plus de petits que les loups (N//N) et leur survie est 1,6 fois (0,77/0,47) plus longue. Leur succès reproductif (ainsi que celui des loups (g//g)) est beaucoup plus grand que celui des loups (N//N) et l'allèle g sera donc plus transmis que l'allèle N au cours des générations. On dit que les génotypes (N//g) et (g//g) ont une valeur sélective largement plus forte que celle du génotype (N//N).

On peut supposer que l’allèle g donne aux individus qui le possède un avantage sélectif (sans doute sans rapport avec la couleur de la fourrure).