Génétique et évolution
Le domaine « Génétique et évolution » évalue la façon dont vous reliez les mécanismes moléculaires de diversification du vivant aux processus évolutifs qui transforment les populations. Les sujets s'appuient sur des documents - arbres généalogiques, séquences, fréquences alléliques - mais la note dépend surtout de la rigueur du raisonnement causal et de l'usage du vocabulaire exact.
D'où vient la diversité des génotypes
- La méiose produit quatre cellules haploïdes génétiquement différentes : crossing-over en prophase I entre chromatides non sœurs de chromosomes homologues (brassage intrachromosomique), migration aléatoire des homologues en anaphase I (brassage interchromosomique), puis séparation des chromatides en anaphase II.
- La fécondation, aléatoire, rétablit la diploïdie et combine deux génomes déjà uniques.
- Les mutations (substitution, insertion, délétion) créent de nouveaux allèles ; elles sont aléatoires, non orientées par les besoins de l'organisme.
- Les transferts horizontaux de gènes (transformation, conjugaison, transduction chez les bactéries) et les endosymbioses (mitochondries et chloroplastes d'origine bactérienne : double membrane, ADN circulaire, ribosomes 70S) expliquent une part de la complexification des génomes.
Comment évoluent les populations
Le modèle de Hardy-Weinberg décrit une population théorique dont les fréquences alléliques ne changent pas : p + q = 1 et p² + 2pq + q² = 1, sous conditions de grande taille, panmixie, absence de mutation, de migration et de sélection. Tout écart traduit une force évolutive : dérive génétique (hasard, forte dans les petites populations, effet fondateur, goulot d'étranglement), sélection naturelle (les phénotypes les mieux adaptés laissent plus de descendants : valeur sélective) et flux de gènes par migration.
Exemple raisonné
Une maladie autosomique récessive touche un enfant sur 2 500. Fréquence des malades q² = 1/2 500, donc q = 1/50 = 0,02 et p = 0,98. Fréquence des porteurs sains : 2pq = 2 × 0,98 × 0,02 ≈ 0,039, soit près de 3,9 % de la population, environ cent fois plus que les malades. L'allèle reste fréquent parce qu'il est masqué chez les hétérozygotes, et non parce qu'il serait « dominant ».
Pièges
- Confondre brassage interchromosomique (anaphase I) et intrachromosomique (crossing-over en prophase I).
- Croire que « dominant » signifie « plus fréquent ».
- Oublier que chez la femme une méiose ne produit qu'un ovocyte et trois globules polaires.
- Appliquer Hardy-Weinberg sans vérifier ses conditions, ou confondre fréquence allélique et fréquence génotypique.
- Dire que la sélection crée les mutations utiles : elles préexistent, la sélection trie les phénotypes.